Inovativní betonové lávky v České republice: Od Lovosic po UHPC konstrukce

Moderní stavebnictví v České republice přináší řadu inovativních řešení v oblasti betonových lávek, které nejen zajišťují bezpečný a bezbariérový přechod, ale také se pyšní vysokou trvanlivostí a unikátním architektonickým vzhledem. Tento článek se zaměřuje na několik klíčových projektů, které demonstrují pokročilé využití betonu, zejména pak ultra-vysokohodnotného betonu (UHPC).

Lávka pro cyklisty a pěší v Lovosicích

V Lovosicích byla realizována lávka pro cyklisty a pěší, která překlenuje frekventovanou silnici I/30 a umožňuje bezpečný a bezbariérový přechod. Konstrukčně se lávka skládá ze tří částí. Střední část tvoří mostní prefabrikovaný segment, který byl vyroben ve firmě SKANSKA Prefa a.s., v provozovně Štětí a přepraven speciálním návěsem na místo určení. Pro dvě krajní monolitická pole byl čerstvý beton také namíchán v provozovně Štětí. Stavbu realizovala společnost INSKY s.r.o.

Lávka byla založena na svislých a šikmých (tahových) mikropilotách, které ukončily základové patky. Do nich byly vetknuty podpěry - na každé straně táhlo a vzpěra, které vytvářejí podpěrný systém mostovky. Střední část mostovky je prefabrikovaná, krajní části mostovek mezi koncem táhla a vzpěrami jsou monolitické. Mostovka byla opatřena železobetonovou římsou k uchycení ocelového zábradlí. Přechodové oblasti byly skloubeny vrubovými klouby, které byly na každé straně spojeny s přechodovými deskami, respektive přechodovými zídkami. Příslušenství lávky tvoří povrchové odvodnění, vnitřní a vnější hydroizolace a ocelové zábradlí. Lávka byla napojena na stávající komunikace - chodníky v Lovosicích.

Na celou lávku byl použit samozhutnitelný beton třídy C 35/45 XF4, který navrhl Ing. Jan Tichý, CSc. Skutečná pevnost ztvrdlého betonu byla 58 MPa a odolnost povrchu betonu proti působení vody, mrazu a CH.R.L. metodou A byla u jednoho vzorku z monolitické betonáže 224,9 g/m2, obsah vzduchu v čerstvém betonu 4,5 % a rozlití 760 mm a u druhého vzorku 233,8 g/m2, obsah vzduchu 4,8 % a rozlití 760 mm. Pro výrobu betonu všech částí byl použit cement CEM II/A-S 42,5 R z Akciové společnosti Holcim Česko, vodní součinitel byl 0,43. Konstrukce lávky je řešena jako železobetonové vzpěradlo, jejíž nosnou konstrukci tvoří náběhovaný nosník tvaru T, do kterého jsou vetknuty vzpěry a táhla. Generální projektant byl Sudop a.s. a dodavatel prefabrikátu Skanska Preafa a.s.

Výstavba lávky v Lovosicích krok za krokem

1. Výstavba lávky započala zemními pracemi, tedy výkopem základových jam na pravé a levé straně lávky.
2. Dále přišlo na řadu vrtání a injektáž celkem 12 mikropilot a pokládka dvou kusů prefabrikovaných táhel.
3. Poté následovala příprava bednění a montáže výztuží pro vybetonování základových prvků a vzpěr.
4. Po dokončení montáže těžké podpěrné konstrukce mostovky mohlo dojít k osazení prefabrikované části mostovky (dl. 9,0 m/21 tun) na podpěrnou konstrukci za pomocí autojeřábu DEMAG AD 50.
5. Další fází výstavby byla příprava bednění, montáž výztuže, betonáž levé a pravé části mostovky a celkové zmonolitnění železobetonové konstrukce.
6. Po demontáži bednění a těžké podpěrné konstrukce lávky byly vybetonovány přechodové oblasti lávky (přechodové desky a zídky) a namontováno ocelové zábradlí.
7. Pak byly provedeny povrchové hydroizolace, úpravy pochozí části mostovky a reprofilace povrchových částí lávky.
8. Železobetonová konstrukce byla ošetřena nátěrem antivandal (antigraffiti).
9. Mostovka byla povrchově odvodněna a byla vybudována hydroizolace přechodových oblastí a základů lávky.
10. S chodníky a komunikací propojili dělníci lávku pomocí zámkové dlažby.

UHPC: Inovace v technologii betonu

Ultra-vysokohodnotný beton, pod mezinárodně známou zkratkou UHPC (ultra high performance concrete), je jednou z největších výzev moderní technologie betonu po celém světě. V případě UHPC, Ultra High Performance Concrete, v češtině se obvykle užívá pojmu ultra vysokohodnotný beton, jde o inovativní cementový kompozitní materiál, který je dalším stupněm ve vývoji betonových směsí. Velmi vysoké pevnosti, a i dalších mechanických vlastností, je dosaženo díky až extrémně nízké poréznosti finální matrice a dalších mikrostrukturních parametrů.

Čtěte také: Krok za krokem: Betonové sloupky

UHPC je beton s pevností výrazně nad normově danými třídami, s dlouhou trvanlivostí a odolností pro nejnáročnější podmínky. Vysokohodnotné betony v nabídce skupiny Českomoravský beton jsou uváděny pod označením TOPCRETE - vychází svým složením z ultra-vysokohodnotných betonů (UHPC). Pevnostně zahrnují betony TOPCRETE materiály s pevnostními třídami dle ČSN EN 206-1 C90/105 a C100/115, stejně jako betony UHPC, které již svoji pevnostní třídu v normě nemají. Pro omezení křehkosti jsou betony TOPCRETE vyztuženy tenkými rozptýlenými drátky. Při vyšších dávkách vláken se již jedná o konstrukční vláknobeton se zaručenými pevnostmi v tahu za ohybu.

Betony TOPCRETE se vyznačují extrémně vysokou pevností, která umožňuje zmenšit průřezy konstrukcí a snížit tak vlastní hmotnost konstrukce. S tímto betonem se nejčastěji uvažuje do prostředí s vysokým namáháním chloridy, mrazovými cykly nebo chemicky agresivními látkami. Využití tohoto typu betonu se nachází v provádění prvků ztraceného bednění pro vysoce namáhané stavby agresivním prostředím (mrazové cykly, chloridy), které ochrání před těmito vlivy hlavní nosnou konstrukci. Druhou hlavní, a možná ještě důležitější, výhodou je výrazně zvýšená trvanlivost konstrukce. V literatuře se uvádí životnosti UHPC více než 200 let a zejména tato zvýšená životnost ospravedlňuje zvýšené náklady na beton. Nejčastější použití je v mostním stavitelství.

Lávky z UHPC v České republice

Rok 2018 se stal mezníkem pro použití UHPC v mostním stavitelství v ČR. Byly vytvořeny a namontovány konstrukce lávek v Táboře, Příboři a Kladně‑Vrapicích, dále byly vyrobeny a použity desky ztraceného bednění a lícní prefabrikáty na mostech v Přerově.

Lávka přes Labe v Čelákovicích

V loňském roce byla slavnostně otevřena unikátní lávka přes Labe v Čelákovicích, pro jejíž mostovku byl použit ultra-vysokohodnotný beton TOPCRETE (UHPC) od společnosti TBG METROSTAV, člen skupiny Českomoravský beton. Lávka je určena pro pěší a cyklisty a v případě nutnosti pro složky záchranného systému. Založení mostu bylo provedeno na velkoprůměrových pilotách. Na pilotách byly umístěny základové bloky, do kterých byly vetknuty pylony o celkové výšce 36 m ve tvaru písmene A. Segmenty byly z výrobny dopravovány na staveniště lodí. Krajní pole byla montována na pevné skruži, hlavní pole nad řekou letmo. Segmenty pro hlavní pole se zvedaly přímo z lodi pomocí speciálního vozíku, který se pohyboval po už hotové části mostu. Pro střed hlavního pole se použil krátký segment a zabetonovaly se uzavírací spáry pomocí čerstvého betonu. Nosná konstrukce lávky byla dokončena v prosinci 2013. Nášlapný povrch lávky byl opatřen stříkanou izolační vrstvou. Lávka byla zkolaudována a uvedena do provozu v dubnu 2014.

Vzhledem k tomu, že TOPCRETE je velmi odlišný materiál od běžného betonu, bylo třeba provést mnoho zkoušek ukládky betonu do formy segmentu, stejně jako otestovat konstrukční detaily segmentu (protlačení desky, vyztužení kotevní oblasti atd.). Recepturu TOPCRETE bylo potřeba připravit tak, aby byla samozhutnitelná a co nejméně viskózní, aby nedocházelo k blokování betonu během ukládky. Kvůli odbedňovacím časům bylo potřeba dosáhnout co nejrychlejších náběhů pevností, při zachování dostatečně dlouhé zpracovatelnosti pro dopravu na vzdálenost 28 km a ukládku trvající 30-60 minut. Finální receptura měla zaručenou zpracovatelnost 3 hodiny a pevnosti v konstrukci dosahovaly 100 MPa po 21 hodinách od ukládky (ošetřování při 45°C). Forma byla plněna zároveň ze dvou autodomíchávačů bez vibrování. Jeden segment byl betonován na dva postupy. Jeden postup činil 3,8 m3 TOPCRETE (UHPC) a na stavbu byl tento objem dopravován dvěma autodomíchávači z betonárny TBG METROSTAV z Prahy Troji. Betonáže segmentů lávky z betonu TOPCRETE (UHPC) byly cennou zkušeností pro celý tým pracovníků TBG METROSTAV. Ve světě využití tohoto typu materiálu strmě stoupá nejen v mostním stavitelství, ale i v případě sanací dopravních staveb, nebo v případě tenkostěnných fasádních prvků. Materiál nachází své využití nejen díky své vysoké pevnosti v tlaku a tahu, což umožňuje provádět nevyztužené tenkostěnné prvky, ale i díky své extrémní odolnosti proti vlivům prostředí. Jedná se o unikátní produkt v unikátní aplikaci v evropském měřítku.

Čtěte také: Postupy rekonstrukce trámových stropů

Nová lávka v Litomyšli

V prosinci roku 2022 byla v Litomyšli slavnostně otevřena moderní zastřešená lávka s výtahem, která spojuje dvě části města. Nová lávka v Litomyšli už sklízí první ocenění a zároveň odkazuje k slavnému rodákovi Bedřichu Smetanovi. Nová stavba z pohledového betonu nahradila starší už nevyhovující nadchod z roku 1981 - původní železobetonovou lávku přes silnici I/35. Stavba, kterou měla na starosti pardubická firma Chládek a Tintěra, probíhala od února do prosince 2022, srpnový termín dokončení se oproti původnímu plánu přesunul kvůli válce na Ukrajině a nedostatku materiálu o čtyři měsíce. „Postupně jsme na stavbě používali tři různé druhy betonu, základové a nad silnicí odolné betony.“

Lávka přes řeku Lubinu v Příboře

Lávka přes řeku Lubinu ve městě Příbor se se svou stavební výškou 0,8 m při rozpětí nosné konstrukce 35,5 m blíží poměru 1:45. Pro trámový betonový most to jistě svědčí o odvaze projektanta využít materiál UHPFRC a dodržet návrhy a představy architekta. Nosná konstrukce je tvořena z pěti segmentů, spojených zainjektovanými předpínacími lany typu Monostrand vedenými ve třech vnitřních stěnách v parabolických chráničkách, s využitím speciálních vodotěsných spojek. Návrh architektů Petra Teje a Marka Blanka staticky zpracovala společnost Novák & Partner, ve spolupráci KŠ PREFA a Kloknerova ústavu ČVUT bylo vyvinuto zpracování směsi UHPC. Vlastní výrobu segmentů a jejich montáž zajistila KŠ PREFA. Spínání prováděla firma Freyssinet, generálním dodavatelem celé stavby byla společnost Strabag.

Postupně byly provedeny zkušební betonáže o objemu 1,0 - 2,0 m3 jako zkoušky technologie a také pro zjištění vývinu hydratačního tepla. Následně byly vytvořeny dva pokusné segmenty pro lávku o objemu v součtu 7,8 m3. Jednalo se o upravený koncový segment lávky, který byl rozdělen na díly o poloviční délce. Tato úspěšná betonáž znamenala v té chvíli v ČR rekordní objem UHPC namíchaný během jedné betonáže a uložený do formy v jednom záběru. V rámci výroby byly odebrány kontrolní vzorky.

Lávka pro pěší a cyklisty v Táboře

Lávka je součástí stavby komplexu chodníků a cyklostezek přes Budějovickou ulici s přístupovými komunikacemi, která se nachází v hustě zastavěné části města Tábor. Jedná se o mimořádně dopravně exponovaný prostor, kde jsou zhruba ve stometrových odstupech tři železniční mosty, které přemosťují páteřní komunikaci města tvořenou ulicí Budějovickou (silnice II/137) a Chýnovskou. Pro stísněné poměry a nízkou podjezdnou výšku byl tento prostor nazván Černé mosty. Nosná konstrukce je tvořena z předem předpjatého nosníku tvaru TT, s jedním prostým polem o rozpětí 27,00 m a šikmostí 90,0 °. Pro lávku je použit jediný prefabrikát šířky 3,00 m a výšky v poli 0,94 m. Šířka stojin je 80 mm, v zesílené dolní části pak cca 260 mm. Tloušťka nevyztužené horní desky je 60 mm, vyztužena žebry ve vzdálenosti 1 m o výšce 60 mm. Prefabrikát je opatřen koncovými příčníky tloušťky 250 mm z betonu C45/55, na opěrách je uložen na elastomerových ložiskách na úložných prazích. Izolace je přímo pochozí a přímo pojízdná v tl. cca 5,0 mm. NK je navržena na zatížení dopravou dle ČSN EN 1991-2 a dle Metodiky pro navrhování prvků z UHPC, Kloknerův ústav ČVUT, 2015. Zatížení chodci je uvažováno rovnoměrným zatížením 5 kN/m2. Na lávce je dle požadavku správce uvažováno se zatížením obslužným vozidlem o celkové hmotnosti 3,5 t s uvažováním dynamického součinite δ = 1,10. Jako mimořádné zatížení je uvažován model zatížení 12t vozidla dle ČSN EN 1991-2. Konstrukční návrh zpracovala společnost Pontex, výrobu a montáž provedla KŠ PREFA a kontrolní zkoušky Kloknerův ústav ČVUT.

To vyžadovalo detailní přípravu formy, postupu zamíchání a zejména koordinace míchání a ukládání čerstvé směsi. Betonáž samotná byla provedena v čase menším než dvě hodiny. Vlastní směs UHPC byla upravena tak, aby po celou dobu udržela dostatečnou zpracovatelnost. Betonáž byla naplánována a zkoordinována tak, aby nedošlo k přerušení ukládání čerstvé směsi na více jak několik jednotek minut, aby nedošlo ke vzniku nechtěné pracovní spáry. V rámci výroby byly odebrány kontrolní vzorky. Byla potvrzena schopnost prefy ve Štětí ve spolupráci s partnery z Kloknerova ústavu a s projektanty z Pontexu navrhnout, zamíchat a odlít, namontovat a úspěšně aplikovat lávku o rozpětí cca 29 metrů a objemu nosné konstrukce 12 m3 z UHPC. Jedná se o potvrzení možnosti uplatnění materiálu UHPFRC v průmyslovém měřítku, o rekordní počin a mezník v uplatnění UHPFRC pro dopravní stavby.

Čtěte také: Význam betonových zátarasů pro Prahu

Lávka přes Dřetovický potok v Kladně-Vrapicích

Jde o lávku pro pěší s příčným řezem tvaru U, na rozpětí 10 m, světlé šířky 1,50 m. Nosná konstrukce je tvořena prostorově zakřiveným nosníkem (výškově i půdorysně) z UHPFRC bez použití konvenční výztuže. Lávka byla odlita v jednom záběru. Z důvodu komplikovaného tvaru prvku bylo nezbytné teoretické analýzy ověřovat testováním na menších vzorcích. Nejprve byl odlit zkušební segment, poté odlita první lávka. Na ní byla ověřena možnost provedení a statickou zkouškou kalibrován návrhový model. Na základě výsledku betonáže a statické zkoušky byly provedeny dílčí úpravy tvaru a byla vybetonována druhá, konečná verze lávky. Tato lávka byla instalována v části města Kladno-Vrapice v listopadu 2018. První lávka byla znehodnocena statickou zatěžovací zkouškou, je vystavena jako experimentální prototyp v provozovně KŠ PREFA Štětí. Lávka v Kladně‑Vrapicích, podle návrhu architektů Ondřeje Císlera a Petra Teje, představuje unikátní konstrukční řešení betonového nosníku se skořepinovým působením bez použití konvenční výztuže. I přes malé rozměry jde o přelomový experimentální výrobek, technicky srovnatelný se špičkovými světovými konstrukcemi.

Lávka propojující Holešovice a Karlín

Hlavní nosná konstrukce lávky propojující Holešovice a Karlín je tvořena spojitým nosníkem z bílého UHPC Valucem. Díky použití bílé varianty UHPC betonu Valucem má most vynikající mechanické vlastnosti, vysokou trvanlivost a také unikátní architektonický vzhled, který se podobá bílému mramoru. Nosník hlavního mostu a rampy je tvořen segmenty s podélným předpětím a příčným řezem tvaru H. Jedná se o dva plnostěnné boční parapetní nosníky s mezilehlou deskou mostovky, která je podporována příčnými žebry. Průchozí šíře v hlavním směru vymezená zábradlím je 4,0 m a vnějšími rozměry segmentu jsou výška = 1,85 m a šíře = 5 m. V místě rampy je průchozí šíře vymezená zábradlím 3,0 m a vnější rozměry segmentu jsou výška = 1,85 m a šíře = 4 m. Tloušťka parapetu tvořícího zábradlí je 220 mm. Krajní pole na holešovickém břehu je s ohledem na nutnost dodržení podmínky umístění konstrukce nad hladinou vody Q2002+1,0m v případě povodně navrženo jako zdvižné.

Použití UHPC pro ztracené bednění a lícní prefabrikáty

Průmyslové použití UHPC pro mostní konstrukce v ČR začalo první aplikací do desek ztraceného bednění na mostě v Benátkách nad Jizerou. Zde byly vyráběny dílce v objemech desítek až stovek litrů. Další menší dílce vyráběla Skanska a. s. v závodě Štětí a byly určeny pro fasády administrativního objektu ve švédském Malmö. Společnost KŠ PREFA s. r. o., nástupce firmy Skanska a. s. v prefě ve Štětí, řeší ve spolupráci s Kloknerovým ústavem ČVUT v Praze a projekční kanceláří Pontex s. r. o. Oba mosty v Přerově překračují prostory železničních tratí Přerov - Bohumín a Česká Třebová - Přerov. Předmětem stavby, kterou jako generální dodavatel prováděla společnost Strabag, byla obnova obou mostů. NK obou mostů byly kompletně nahrazeny novými - v šířkovém uspořádání odpovídající šířce modernizované komunikace. Spodní stavby z kamenného zdiva byly zachovány, proinjektovány a hloubkově přespárovány. NK tvoří dva ocelové plnostěnné parapetní svařované nosníky spojené svařovanými příčníky, které byly zabetonovány do spřahující desky mostovky. Na pravé straně mostů jsou zvenku příčné konzoly a na nich vybetonována spřahující deska tvořící chodník. Pro bednění spodního povrchu spřažené desky byly použity desky ztraceného bednění z UHPFRC. Tloušťka spřahující desky mostovky je proměnná 220 - 400 mm. Desky jsou uloženy na přírubách ocelových nosníků na rozpětí cca 1,7 m. Tloušťka bednících desek je 60 mm pro bednění spřahující desky mostovky a 50 mm pro chodníkovou část. Spodní povrch desek je hladký bedněný a horní povrch je zdrsněný otiskem vtlačené nopové folie. Lícní prefabrikáty mají standardně délku 1 990 mm a výšku 600 mm; tloušťka prvku je 50 mm. Společnost KŠ PREFA převzala koncepci návrhu konstrukčního řešení panelů ztraceného bednění ze svého užitného vzoru.

Systémy UHPC lávek

Systém předem předpjatých nosníků z UHPC je navržen pro hlavní nosné konstrukce lávek a mostů. Konstrukční systém lávek z UHPC umožňuje navrhovat a budovat nosné konstrukce do 20 m délky a s neomezenou šířkou. Systém lávek z UHPC nabízí dvě základní varianty provedení příčného řezu lišící se tvarem okrajů lávky. Varianta se svislými okraji umožňuje boční montáž zábradlí a dovoluje tak v největší míře využít šířku konstrukce. Varianta s převislými okraji umožňuje vykonzolování desky přes krajní žebro v délce od 80 do 280 mm. Při tomto provedení okrajů je zábradlí kotveno shora do desky. Obě varianty lze dále variovat pro různé počty a šířky podélných žeber, čímž lze dosáhnout celkové šířky nosné konstrukce od 865 do 3115 mm. Uložení se předpokládá na elastomerovém modulárním ložisku v souladu s požadavky výrobce ložiska.

Přehled vybraných lávek z UHPC/UHPFRC v ČR

tags: #betonove #lavky #u #nas #informace

Oblíbené příspěvky:

• O společnosti Písek - Beton
• Funkčnost a estetika v interiéru
• Podrobnosti o Českomoravském štěrku v Jablonném
• Prahové lišty pro Škoda Octavia II
• Jak vlhkost ovlivňuje tepelnou izolaci?