Olomouc má nový obtok a mosty

Loňského roku byla dokončena stavba obtoku, který zlepšuje povodňovou situaci ve městě Olomouc. Obtok se odděluje od řeky Moravy poblíž památkově chráněné tvrze v místě, kde ulice Wittgensteinova přecházela přes Moravu po starém betonovém obloukovém mostě. Stavba obtoku vyvolala stavbu nového mostu přemosťujícího jak řeku Moravu, tak i obtok, a stavbu dalšího mostu přes obtok (obr. 1, 2). Mosty jsou popsány s ohledem na jejich architektonické a konstrukční řešení a postup výstavby. Mostní konstrukce, které jsou tvořeny velmi štíhlými rámy z vysokopevnostního betonu, tvoří integrální konstrukční systém.

Architektonické řešení mostů
Oba mosty byly navrženy tak, aby nevytvářely dominantu soutěžící s okolní historickou zástavbou, ale naopak, aby na ni vhodně navazovaly (obr. 3). Nové mosty také tvarově navazují na původní obloukový most, mají však větší rozpětí a jsou velmi štíhlé. Ačkoliv jsou nenápadné, svojí štíhlostí vyjadřují pokrok v teorii navrhování i v technologii (obr. 1, 4). Oba mosty mají podobné tvarosloví a statický systém. Protože budou sloužit nejen pro převedení automobilové dopravy, ale i pro cyklisty a chodce, mají všechny konstrukční prvky rozměry, které odpovídají lidskému měřítku. Velká pozornost byla věnována řešení zábradlí, osvětlení a napojení na historické okolí.

Most přes Moravu tvoří spojitý nosník o dvou polích přemosťující řeku Moravu a obtok, který je vetknut do opěr. Vnitřní podpěra je situována na společném svahu mezi řekou a odlehčovacím kanálem. Je navržena tak, aby byl umožněn příchod chodců k tvrzi. Most přes obtok tvoří jednopolový rám. Přes řeku a obtok bylo nutno převést nejen městskou komunikaci a pěší a cyklistickou dopravu, ale také inženýrské sítě – parovod, horkovod, vodovod, sdělovací a zabezpečovací kabely, kabely osvětlení apod., které byly dosud vedeny po samostatné ocelové příhradové lávce. Proto projektant komunikace předpokládal podobné řešení: postavit hlavní most s chodníky a příhradový most pro inženýrské sítě.

Bylo však zřejmé, že toto, z hlediska projednání nejjednodušší řešení znehodnotí jakoukoliv snahu o návrh architektonicky zajímavé konstrukce. S ohledem na navazující komunikace bylo nutno navrhnout konstrukci co možná nejmenší stavební výšky; proto nebylo možné využít komorovou konstrukci a v jejích dutinách situovat inženýrské sítě. Bylo nutné najít jiné řešení. Z tohoto důvodu jsou po obou stranách nosných konstrukcí navrženy deskové konzoly, na kterých jsou umístěny inženýrské sítě; ty současně slouží pro převedení cyklistů a chodců (obr. 5). Při údržbě (v případě opravy inženýrských sítí) lze převést pěší provoz na chodník situovaný na druhé straně mostu.

Inženýrské sítě jsou překryty odnímatelnými pochůznými prvky z vysokopevnostního betonu. Protože vnější konzoly jsou rozděleny příčnými spárami, může prosáklá voda volně odtéct. U spár jsou navrženy okapní nosy, které zaručují, že zde voda odkápne a nepoteče po povrchu konzol. S ohledem na průměr sítí je povrch chodníku situován 0,75 m nad vozovkou. Proto jsou (s ohledem na bezpečnost chodců a cyklistů) chodníky opatřeny zábradlím nejen na straně řeky, ale i na straně vozovky.

Původní most rozděloval koryto řeky Moravy na dvě samostatné části. Proti proudu byla řeka vedena v přirozených svazích a po proudu mezi nábřežními zdmi. Na levém břehu řeky navazuje zeď odlehčovacího kanálu na stávající nábřežní zeď. V horní části sleduje svah pod mostem také sklon kanálu. Pohledové plochy opěr jsou minimalizovány. Chodec na břehu řeky vidí převážně jen hladké linky římsy a zábradlí. Vlastní nosná konstrukce je vždy ve stínu, a tak je její hmota opticky redukována. Aby byla i římsa, jejíž celková tloušťka je dána rozměry převáděných sítí, opticky odlehčena, je její pohledová plocha navržená s odskokem. Vržený stín opticky zmenšuje její výšku a zároveň zjemňuje tvar mostu (obr. 4). Celkové architektonické řešení bylo vedeno snahou vytvořit kvalitní mostní konstrukci umožňující rozvoj města. Toho je dosaženo spíše jednoduchostí a kvalitními detaily než zdůrazněním konstrukce.

Důležitou součástí mostu je jeho osvětlení. Vozovka je osvětlena svítidly situovanými na poměrně nízkých stožárech jemných rozměrů. Tato svítidla také, spolu se svítidly situo­vanými v římse, osvětlují povrch chodníků (obr. 6). Ve spodním povrchu chodníkových konzol jsou také situována světla osvětlující konstrukci (obr. 7).
 
Konstrukční řešení mostů
Most přes Moravu a obtok
Most je navržen jako spojitý nosník proměnné výšky s tloušťkou konstrukce ve středu mostu jen 0,60 m. Nosník o dvou polích je pružně vetknut do krajních opěr. S ohledem na šikmé křížení s kanálem má most rozdílnou šikmost v poli přes Moravu a v poli přes obtok. Pole přes řeku Moravu je tvořeno dvoutrámovou konstrukcí (obr. 9). Trámy mají proměnnou šířku plynule se rozšiřující od středu pole k opěrám. Pole přes obtok je tvořeno deskou o proměnné tloušťce. Obě pole jsou vzájemně spojena deskovou konstrukcí přímo podepřenou vrtanými pilotami. S ohledem na šikmé křížení má tato deska lichoběžníkový půdorys.

Protože chodníky jsou vedeny 0,75 m nad vozovkou, jsou od vozovky odděleny obrubami, které mají tvar svodidla New Jersey (obr. 9). Svodidla nejen oddělují vozovku od chodníků, ale současně mají výraznou statickou funkci. Jsou součástí nosné konstrukce a přispívají k přenosu zatížení. Ve svodidlech jsou vedeny podélné přepínací kabely, jejichž průběh odpovídá průběhu ohybového momentu od stálého zatížení (obr. 8). Proto jsou svodidla vedena až na konec mostu, kde lze kabely řádně zakotvit.

Konstrukce je mimořádně štíhlá, a proto vyžadovala pečlivý návrh i provedení. Při jeho řešení byly aplikovány nejnovější poznatky z teorie navrhování konstrukcí a technologie staveb. Nosnou konstrukci mostu bylo nutno navrhnout z vysokopevnostního betonu C 60/75, který svojí vysokou pevností umožňuje nejen návrh mimořádně štíhlých prvků, ale také díky vysokému modulu pružnosti omezuje dlouhodobé deformace konstrukce. Tyto deformace u dříve postavených konstrukcí podobných konstrukčních soustav způsobily provozní znehodnocení staveb [1]. Popisovaný most také vyžadoval návrh bezpečného založení, protože případná pootočení základů mohou vyvolat trvalé průhyby konstrukce.

Most je založen na vrtaných pilotách zajišťujících pružné vetknutí polí. Aby byly umožněny pohyby konstrukce od teplotních změn, jsou piloty pod krajními opěrami v horní části délky 6 m zeslabeny. Piloty byly v této části betonovány do papírového bednění, které se spolu s pružným obalem vsunulo před betonáží do výpažnice [2]. U kratšího pole je podporový moment zachycen tahovou a tlakovou únosností pilot. U hlavního pole jsou piloty v krajní opěře doplněny předpjatými zemními kotvami. U podobných konstrukcí jsou běžně kotvy navrhovány u zadního okraje a piloty u předního okraje opěry. Piloty pak přenášejí tlak a kotvy tah. Protože takto navržené kotvy se od nahodilého zatížení poměrně hodně protahují, opěry se pootáčí a následně se zmenšuje míra vetknutí konstrukce do opěr. To způsobuje zvětšení ohybového namáhání a vzrůst průhybů nosné konstrukce. Proto bylo navrženo řešení vycházející z filozofie předpjatého betonu. Piloty byly navrženy jak u předního, tak i zadního okraje opěry.

Cílem kotev pak nebylo zachytit tah, ale předepnout piloty, tj. vyvinout v nich tlakové namáhání. Protože kotvy jsou situovány u zadního okraje, zadní piloty jsou při napnutí kotev namáhány větším tlakem než piloty situované u předního okraje. Vlivem stálého a nahodilého zatížení je tlaková rezerva v zadních pilotách odčerpávána. Od stálého zatížení jsou piloty namáhány rovnoměrným tlakem, který zajišťuje, že se opěra nepootočí.

Most přes obtok
Most konstrukčně i architektonicky vychází z hlavního mostu přes řeku a kanál. Je tvořen rámem proměnné výšky pružně vetknutým do krajních opěr podepřených vrtanými pilotami (obr. 2).

Postup stavby
Mosty byly betonovány na pevné skruži. Skruž pole přes řeku byla tvořena ocelovou příhradovinou o dvou polích. Na vnitřní podpěře byla podepřena hydraulickými lisy umožňu­jícími výškovou rektifikaci, která eliminovala sednutí podpěry od postupně se zvětšující tíhy betonové směsi. Mostovka mostu přes Moravu byla betonována postupně, po vybetonování krajních opěr a střední desky se vybetonovalo pole přes obtok, následně hlavní pole přes řeku. Vnější konzoly byly vybetonovány až po předepnutí nosné konstrukce.

Závěr
Oba mosty byly vyprojektovány firmou Stráský, Hustý a Partneři, s. r. o., a návrh konstrukčních prvků z vysokopevnostního betonu byl vypracován ve spolupráci s doc. Ing. I. Terzijskim. Most přes Moravu a obtok postavila Skanska DS, a. s., závod Mosty, Brno; most přes obtok realizovala firma IKS, s. r. o., Olomouc. Teoretické podklady byly získány za finančního přispění Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy ČR v rámci výzkumného záměru MSM 0021630519 Progresivní spolehlivé a trvanlivé nosné stavební konstrukce a za finančního přispění Ministerstva průmyslu a obchodu ČR v rámci projektu FI-IM/185 Nové úsporné konstrukce z vysokopevnostního betonu.

prof. Ing. Jiří Stráský, DSc., P. E., Ing. Pavel Kolenčík 
Foto: archiv autorů

Jiří Stráský působí ve firmě Stráský, Hustý a Partneři, s. r. o., jako technický ředitel firmy.
Pavel Kolečník působí ve firmě Stráský, Hustý a Partneři, s. r. o., jako vedoucí projektového střediska Mosty 2.

Literatura
1. Favre, R. – Markey, I.: Generalization of the load balancing method. Prestressed Concrete in Switzerlandd 1990–1994. 12th Congress FIP, Washington D. C., USA.
2. Dufek, B. – Hrdina, L. – Štefan, P. – Stráský, J.: Integrované Mosty SHP. 12. mezinárodní sympozium Mosty 2007, Brno, 19.–20. 4. 2007.