Manipulace s dílci ocelového oblouku Trojského mostu
Partneři sekce:
Nový Trojský most v Praze je budován jako součást souboru staveb městského okruhu v úseku Myslbekova – Pelc Tyrolka, obecně známého také jako tunelový komplex Blanka.
Oblouk mostu je tvořen uzavřeným svařovaným ocelovým profilem, který má u vrcholu tvar plochého pětiúhelníku a ve vnějších čtvrtinách se větví na samostatné profily (nohavice) o čtyřúhelníkovém profilu, mezi kterými bude procházet tramvajová trať (obr. 1). Paty oblouku jsou vyplněny samozhutnitelným betonem. Do vnitřních stěn oblouku jsou začleněna oka pro připojení závěsů. Závěsy jsou uspořádány ve vzájemně ukloněných rovinách, přičemž v každé z nich se kříží dvě osnovy po 100 závěsech o různém průměru, délce a sklonu.
Obr. 1 Trojský most – stav v únoru 2013
Výsun dílců oblouku z předmontážních ploch
Při daném postupu výstavby monolitické desky mohla být mostovka podepřená provizorní příhradovou konstrukcí využita jako pracovní plocha pro montáž oblouku. Realizace betonové desky mostovky byla ukončena v červnu 2012 vnesením první části podélného předpětí.
Souběžně s betonáží mostovky již probíhaly práce na přípravě montáže oblouku. Montážní dílce oblouku o hmotnostech až 83 t a délce až 28 m byly naváženy z mostáren na obě předpolí mostu. Na trojské straně byly dílce ukládány v ose mostu, a to i na nosnou konstrukci inundačního mostu a na tubus hloubené části tunelu Blanka. Plocha na holešovickém předpolí mostu byla stísněná natolik, že montážní dílce bylo nutno navážet postupně a příčně přesouvat. Montážní dílce oblouku byly postupně osazovány na montážní rošty a po rektifikaci svařovány do předmontážních celků o hmotnosti až 360 t a délce až 32,5 m. Tyto dílce byly zaváženy po dokončené mostovce do polohy pro zdvih (obr. 2).
Obr. 2 Letecký pohled na podélný výsun dílců oblouku
Délka přesunu činila až 130 m, proměnný podélný sklon dosahoval až 7 %. Přesun probíhal po zavážecí dráze uložené na mostovce hlavního mostu, dosud podepřené provizorní příhradovou konstrukcí, a na hotové nosné konstrukci inundačního mostu. Na základě ekonomického porovnání variant a s přihlédnutím k možnostem využití vlastních kapacit zhotovitele bylo pro konstrukci zavážecí dráhy navrženo využití materiálu ŽM-16.
Celková délka dráhy pro podélný přesun činila 352 m. Rozchod dráhy 3,95 m vycházel z rozměrů montážních dílců oblouku s přihlédnutím k poloze podélných předpínacích kabelů v desce mostovky. Vlastní dráha byla sestavena z pásů hlavního nosníku ŽM-16. Její geometrický tvar byl zajištěn rámovými příčlemi ze sloupků Pižmo, v částech její délky rovněž kotvením a/nebo podélným příhradovým ztužením. Pásy ŽM-16 byly uloženy za opěrami na podélných základových pásech, na nosných konstrukcích pak na betonových bločcích, které vyrovnaly spád mostovky a zároveň zajistily požadovaný roznos zatížení do mostovky. Lokální nerovnosti byly eliminovány roznášecí vrstvou z gumového granulátu. Veškeré kotvy bylo nutno osadit mezi předpínací výztuž již před betonáží desky mostovky.
Vozíky pro podélný výsun dílců oblouku byly konstruovány tak, aby roznesly tíhu přepravovaných montážních dílců podle statických požadavků na namáhání mostovky. Maximální hmotnost předmontážního dílce oblouku byla asi 360 t, charakteristická reakce pod jeho každým rohem asi 900 kN. Únosnost příčníku mostovky u přípoje na hlavní nosník je přitom asi 550 kN. Každý vozík (obr. 3) tedy musel roznášet zatížení alespoň na dva příčníky. Podvozek proto sestával ze dvou inventárních dvounápravových stolic z materiálu ŽM-16, vzájemně propojených vahadlem délky 5 600 mm. Montážní dílce oblouku byly osazeny na sedle připojeném k vahadlu čepem. Soustava vahadel zajišťovala rovnoměrný roznos zatížení na všechny nápravy v podélném směru. Zároveň bylo nutno zajistit rovnoměrný roznos reakcí v příčném směru na oba podvozky, a to i v případě zkroucení jízdní dráhy (komorová konstrukce montážních dílců je na kroucení velmi tuhá). Na podvozky bylo proto nutno osadit vzájemně propojené hydraulické lisy. Ty nebyly pro úsporu konstrukční výšky vozíku osazeny na sedlo pro uložení dílců, ale na konec vahadla nad výsuvnou stolici. Vozíky byly opatřeny bočním vedením proti vykolejení. Každý vozík byl posunován dutým hydraulickým lisem, osazeným na závitové předpínací tyči. Lisy byly osazeny na pásech ŽM-16 v opěrné patce, která se přesouvala v kroku 3 000 mm, daném polohou stávajících otvorů.
Obr. 3 Vozík pro výsun montážních dílců oblouku
Jedna sada podvozků se uplatnila při přesunu všech dílců z obou stran mostu. Reálně dosahovaná rychlost výsunu byla asi 5 m/h, i nejdelší výsuny byly proto provedeny během tří dnů. Okolky vozíků plně postačovaly pro jejich směrové vedení, tendence k vykolejení se neprojevila ani jednou. Problémy nečinil ani přejezd spár mezi nosníky ŽM-16. Nejobtížnější fází výsunu tedy zůstal průjezd nejširších dílců mezi zárodky oblouku s šířkovou rezervou 2 × 20 mm (obr. 4). Po přesunu byly dílce provizorně odloženy na mostovce (přičemž provizorní podpory musely opět roznést reakci na dva příčníky) nebo rovnou zavěšeny na věžích pro zdvih.
Obr. 4 Dílec oblouku mezi zárodky
Zdvih dílců oblouku a manipulace při montáži oblouku
Na nosné konstrukci mostu byly vybudovány provizorní věže. Věže byly podepřeny prostřednictvím sedel na táhlech oblouku, takže nepřitěžovaly mostovku. Dříky věží byly provedeny z inventárního materiálu Pižmo, hlavice byly navrženy ze svařovaných nosníků. Dílce oblouku byly po výsunu zavěšeny na závitové tyče Dywidag 47WR nebo 40WR a zdvihány dutými hydraulickými lisy o únosnosti 600 až 1 000 kN (obr. 5). Jednotlivé dílce byly tímto způsobem přizdviženy do polohy, ve které bylo možné svařit větší montážní celky o hmotnosti asi 700 t. Tak byl sestaven střední díl oblouku (klenák) a také jeho krajní části (přezdívané stěrače podle charakteristické kinematiky zdvihu). Tyto dílce byly dále vyzdviženy do finální polohy pro uzavření oblouku (obr. 6).
Obr. 5 Pracovní fáze lisů
Obr. 6 Schéma zdvihu montážních dílců oblouku
Hlavním problémem zdvihu bylo trvalé zajištění svislé polohy závěsných tyčí. Při zdvihu stěračů se jejich konec vodorovně posunul asi o 2,5 m. Další vodorovné posuny vznikaly působením nahodilých zatížení (zejména teplotních rozdílů) i vlivem smršťování při svařování. Ohyb tyčí by přitom rychle vyčerpal jejich únosnost. Ze statického posouzení závěsů, které bylo provedeno podle teorie II. řádu s využitím geometrické nelinearity a plastického působení přípojů, vyplynulo, že odchylka závěsů od svislice nesmí přesáhnout 1 %. Závěry výpočtu byly verifikovány zkouškami provedenými v Kloknerově ústavu, při kterých byly příčně deformovány zatížené tyče vystrojené tenzometry.
Pro eliminaci problému byly závěsy na všech provizorních věžích osazeny na tzv. saně, tj. rámy, které se mohly pomocí hydraulických lisů posouvat v obou vodorovných osách (obr. 7). Polohu horního konce závěsů bylo možné průběžně upravovat tak, aby závěsy zůstaly svislé. Svislost tyčí byla trvale sledována inklinometry s dálkovým přenosem signálu a funkcí automatické výstrahy při překročení mezních hodnot. Komplikace přinášelo rovněž tření v čepových přípojích závěsů, které je nutno překonat, aby se čep otáčel. Přípoj se tedy choval jako plastický kloub, přičemž moment na mezi prokluzu se nebezpečně blížil momentu únosnosti v ohybu závěsné tyče. Tření v přípojích bylo nakonec redukováno osazením kulových radiálních ložisek ve strojařském provedení do všech přípojů.
Obr. 7 Hlavice provizorní věže
Při zdvihu montážních dílců oblouku bylo dosahováno reálné rychlosti asi 1 m/h. Každý hlavní zdvih do výšky 20 m nad mostovkou (obr. 8) tak byl proveden během tří směn.
V průběhu svařování montážních styků bylo nutno zajistit, aby svařované dílce byly vstřícné a tečné. Během svařování se měnilo statické schéma konstrukce. Vlivem statické neurčitosti dílců a změn jejich tvaru, vynucených smršťováním od svařování, docházelo k významnému přerozdělování sil v závěsech. Mezní hodnota síly v závěsech byla přitom stanovena jako 1,35násobek reakce při prostém zavěšení dílce. Síly v závěsech proto musely být pravidelně měřeny a v případě potřeby přerozdělovány popouštěním jednotlivých závěsů. Svařování montážních styků trvalo 15 až 25 dnů v závislosti na počtu stykovaných prvků a náročnosti jejich slícování. Závěrečné montážní styky mezi klenákem a stěrači byly provedeny současně. Při uzavírání oblouku vstupovalo do hry jeho namáhání normálovou silou, které bylo možné korigovat pouze úpravami délek jednotlivých závěsů. Sledování závěsů probíhalo nepřetržitě po celou dobu svařování. Sychravé počasí s konstantními teplotami v první polovině listopadu 2012 bylo pro danou operaci velmi příznivé. Oblouk byl svařen a následně odskružen 18. 11. 2012. Bezprostředně poté byla zahájena demontáž provizorních věží.
Obr. 8 Zdvih dílců oblouku
Závěr
Montáž oblouku Trojského mostu zhotovitelé považovali za nejnáročnější etapu jeho výstavby. Její úspěšná realizace otevřela cestu k dokončení stavby.
V lednu a únoru 2013 proběhla instalace a aktivace závěsů oblouku a byla realizována druhá třetina předpětí mostovky a táhel oblouku. V březnu 2013 mohly být řízeným popouštěním hydraulických lisů odskruženy všechny provizorní podpory v řečišti Vltavy. Nosná konstrukce v hlavním poli o rozpětí 200,4 m se tak stala plně samonosnou. V současnosti (duben 2013) probíhá pod mostovkou demontáž provizorní příhradové konstrukce. Plynule naváže instalace mostního vybavení. Pro dosažení finálního vzhledu mostu bude přitom zásadní zejména montáž architektonicky výrazně tvarovaných ocelových chodníkových konzol po obou stranách mostu.
Trojský most má být otevřen pro tramvajový provoz v listopadu 2013.
TEXT: Ing. Tomáš Wangler, Ing. Jiří Lukeš
FOTO: Metrostav a. s., Divize 5
Tomáš Wangler je specialista na mosty a železniční stavby ve společnosti Metrostav a. s., Divize 5.
Jiří Lukeš je specializovaný přípravář pro stavbu mostů ve společnosti Metrostav, a. s., Divize 5.
Literatura
1. Kol.: Projekt Trojského mostu.
In: 17. sympozium Mosty, Brno, 2012.
2. Kol.: Výstavba Trojského mostu v Praze.
In: 17. sympozium Mosty, Brno, 2012.
Článek byl uveřejněn v časopisu Inžinierske stavby/Inženýrské stavby.
