asb-portal.cz - Odborný portál pro profesionály v oblasti stavebnictví
Partneři kategorie

Visutá lávka v San Diegu, Kalifornie

18.05.2011
V březnu letošního roku byla v San Diegu v Kalifornii otevřena lávka pro pěší, která převádí chodce přes příměstskou železnici a přes komunikaci Harbor Drive. Lávka spojuje nový baseballový stadion, situovaný směrem ke středu města, s garážemi, hotelem Hilton a kongresovým centrem, které jsou situovány poblíž zátoky oceánu. S ohledem na prominentní polohu požadoval investor, aby konstrukce vytvářela významnou dominantu a aby lávka měla neobvyklé architektonické a konstrukční řešení.
Architektonické a konstrukční řešení
Pro nalezení optimálního řešení byly vypracovány studie konstrukcí trámových, oblou­kových, zavěšených a visutých. Investor se rozhodl pro půdorysně zakřivenou konstrukci s mostovkou zavěšenou na vnitřním okraji na visutém kabelu o dvou polích (obr. 1). Na mostovku po obou stranách navazují schodiště. Pro handicapované jsou navrženy výtahy, jeden v garážích, druhý na parkovišti u stadionu.

Nosnou konstrukci tvoří půdorysně zakřivený betonový nosník o třech polích s rozpětími 13,54 + 107,60 + 21,97 m, který je vetknut do krajních opěr (obr. 2 a 3). Nosník je v podélném směru nad vnitřními podpěrami výškově zalomen (obr. 4). V krajních polích má nosník plný průřez a vytváří schodiště, v hlavním, zavěšeném poli má nesymetrický komorový průřez (obr. 5 a 6). Visuté kabely jsou kotveny v hlavě pylonu a krajních opěrách; nad vnitřními opěrami jsou kabely ohnuty v ocelových sedlech (obr. 7). Závěsy jsou kotveny v madle zábradlí (obr. 8 a 9).


Obr. 2 Konstrukční řešení
a) podélný řez, b) půdorys

Skloněný pylon je předepnut vnitřními sou­držnými kabely a je kotven dvojící vnějších kabelů. Visuté kabely jsou doplněny vnějším radiálním kabelem (radial external cable) vedeným v madle zábradlí. Tyto kabely se v sedlech překrývají s vnitřními kabely předpínajícími krajní schodišťové nosníky. Nosník je dále předepnut vnitřními kabely (radial internal cable) vedenými v horní desce.

Konstrukční řešení visutých, kotvicích a radiálních kabelů vychází z uspořádání poprvé navrženého u Vranovské lávky. Kabely jsou vedeny a zainjektovány v ocelových trubkách, které jsou s ohledem na prominentní polohu lávky z nerezavějící oceli. Z nerezavějící oceli jsou navrženy také závěsy a zábradlí.

Most je založen na vrtaných pilotách u pylonů doplněných zemními kotvami.

Statická a dynamická analýza

Počáteční stav (geometrie konstrukce a velikost sil ve visutém a radiálním kabelu a poloha a velikost předpětí ve vnitřních kabelech krajních polí) byl navržen tak, aby konstrukce byla pro stálé zatížení jen tlačena [1]. Konstrukce je pak v čase tvarově stálá a přerozdělení vnitřních sil vlivem dotvarování smršťování rovnoměrně tlačeného betonu je poměrně malé a lze ho eliminovat nadvýšením.

Z obr. 8 je zřejmé, že příčný moment od mimostředného zavěšení lze vyrovnat působením radiálních kabelů, z obr. 10a je patrné, že tíhu konstrukce je možno vyrovnat svislými radiálními silami vyvozenými jak visutým kabelem, tak i vnitřními kabely krajních polí. Z obr. 10b je zřejmé, že vodorovná složka radiálních sil spolu s kotvicími silami těchto kabelů vytváří rovnovážný systém, který konstrukci centricky předpíná. Při návrhu koncepčního řešení byla konstrukce analyzována programovým systémem ANSYS, který byl dále využit při kontrole projektu.


Obr. 8: Zatížení stálé a předpětí – vyrovnání (balancing) sil v příčném řezu


Obr. 10 Zatížení stálé a předpětí – vyrovnání (balancing) sil
a) podélný řez, b) půdorys




Obr. 4: Konstrukční řešení v podélném směru

V prováděcím projektu byla konstrukce analyzována programovým systémem LARSA a kontrolována programem RM2004. Počáteční stav napjatosti byl určen v několika iteracích tak, aby deformace konstrukce byly menší než 45 mm (obr. 11 a 12). Po určení výchozího stavu byla konstrukce analyzována pro všechna normová zatížení.

Důležitá byla analýza konstrukce pro seizmické zatížení a zatížení větrem, jakož i pohody uživatelů. Konstrukce byla posouzena pro spektrum odezvy s maximálním zrychlením 0,7g. Aerodynamická stabilita konstrukce byla ověřena prof. Mirošem Pirnerem z Akademie věd ČR ve větrném tunelu (obr. 13). Pohoda uživatelů byla posouzena postupem popsaným v [2].

Protože první ohybové frekvence f(0) = f(2) = 0,955 Hz a f(5) = 2,039 Hz jsou blízko frekvenci lidských kroků, byla konstrukce posouzena pro vybuzené kmitání. Maximální zrychlení amax = 0,059 m/s2 je menší než přípustné alim = 0,489 m/s2.

Konstrukce je velmi tuhá, a proto uživatelé pohybující se nebo stojící na lávce nemají nepříjemný pocit z pohybu konstrukce vyvolaný pohybem jiných chodců.


Obr. 5 Pylon
a) boční pohled, b) příčné řezy pylonem, c) příčný řez mostem



Postup stavby
Po provedení pilot, kotev, opěr a podpěr byl postupně betonován a předpínán pylon. Nosná konstrukce byla betonována na pevné skruži. Po jejím předepnutí byly osazeny a napnuty visuté a radiální kabely. Napnutím závěsů se konstrukce odskružila (obr. 14). Protože při napínání kabelů a závěsů se konstrukce také příčně deformovala, byly mezi bednění a podpěry vloženy teflonové pásy umožňující vodorovný pohyb konstrukce. Po dopnutí závěsů byly kabely zainjektovány.

Obr. 6 Konstrukční řešení, příčný řez komorovým průřezem
Obr. 7: Vedení visutého kabelu nad vnitřní podpěrou Obr. 9: Kotvení závěsů v zábradlí
Obr. 14 Lávka přes Harbor Drive v San Diegu po dokončení

Závěr
Investorem lávky je San Diego Redevelopment Agency, projektantem lávky je T.Y.Lin International, San Diego, California. Koncept řešení a kontrola projektu je prací Professional Partnership STRASKY + ANATECH, tvořené firmami Jiri Strasky, Consulting Engineer, Greenbrae, California, a ANATECH, San Diego, California. Popsaná statická a dynamická analýza je prací Ing. Radima Nečase, Ph.D.
V projektu mostu byly využity výsledky řešení projektu Ministerstva průmyslu a obchodu Impuls FI – IM5/128 Progresivní konstrukce z vysokohodnotného betonu a projektu 1M0579 MŠMT. Příspěvek byl vypracován v rámci výzkumného záměru MSM 0021630519 Progresivní spolehlivé a trvanlivé nosné stavební konstrukce.


Literatura
1. Strasky, J.: Stress Ribbon and Cable-Supported Pedestrian Bridges. London: Thomas Telford Publishing, 2005.
2. Stráský, J. – Nečas, R. – Koláček, J.: Dynamická odezva betonových lávek. BETON TKS 4/2009.



TEXT: prof. Ing. Jiří Stráský, DSc., Ing. Radim Nečas, Ph.D.
FOTO: Stráský, Hustý a partneři

Jiří Stráský je jedním ze zakladatelů společnosti Stráský, Hustý a Partneři a zároveň pracuje v Ústavu betonových a zděných konstrukcí na Stavební fakultě VUT v Brně. 
Radim Nečas pracuje na Stavební fakultě VUT v Brně.

The Suspension Pedestrian Bridges in San Diego, California, USA
The pedestrian bridge built in the city center is described in terms of the architectural and structural solution and a process of the construction. The horizontally curved bridge forms a self-anchored structural system. A deck is formed by a nonsymmetrical box girder that is suspended on its internal edge on a suspension cable of two spans. The bridge was designed on the basis of a very detailed static and dynamic analysis.


Článek byl uveřejněn v časopisu Inžinierske stavby/Inženýrské stavby.

Komentáře

Prepíšte text z obrázku do poľa. Ak nedokážete text rozoznať, kliknite na obrázok.

Další z Jaga Media