Rekonstrukce segmentové estakády X039 v Praze v ul. Slánská a její zesílení systémem dodatečného volného předpětí

Uspořádání mostů Uspořádání mostů

Segmentových mostů z osmdesátých let minulého století je v Česku nemalé množství. V současné době je řada z nich ve špatném stavu a za cca 30 – 40 let služby neprošly větší rekonstrukcí. To se samozřejmě projevilo na jejich stavebním stavu a zatížitelnosti. Článek na příkladu mostu v ulici Slánská v Praze ukazuje možnost zesílení komorových segmentových mostů. Ukazuje se, že je to cesta ke zvýšení užitné hodnoty těchto objektů.

Estakáda v ulici Slánská v Praze je jedním z mnoha mostů, jejichž nosná konstrukce je tvořena segmenty typu VS2 od Vojenských staveb. Estakáda byla postavena v roce 1983 a od té doby sloužila bez větších oprav. V roce 2011 prošel most částečnou opravou, která byla zaměřena na povrchové opravy vnějších povrchů nosné konstrukce a spodní stavby. Už v té době bylo jasné, že pro zajištění dlouhodobé životnosti a spolehlivé funkce mostu je nutná významná rekonstrukce.

POPIS KONSTRUKCE MOSTU

Přemostění sestává ze dvou samostatných paralelních mostních konstrukcí. Most převádí místní směrově rozdělenou komunikaci přes tramvajovou trať Barrandov – Hlubočepy a místní komunikace. Každý jízdní pás je veden po samostatné konstrukci. Oba mosty jsou shodné a symetrické podle osy komunikace. Staticky tvoří nosnou konstrukci spojitý nosník o čtyřech polích s rozpětími 31,5 + 34,6 + 34,6 + 31,5. Příčný řez nosnou konstrukcí tvoří dvě komory. Použity byly segmenty VS2 s výškou 1,47 m a šířkou 5,60 m (obr. 1, 2, 3). Segmenty jsou trojího typu – běžné, opěrové a pilířové. Vzájemně se liší pouze tloušťkou spodní desky. Příčně jsou segmenty spojeny monolitickou dobetonávkou. Monolitické jsou i koncové a nadpilířové příčníky. Nosná konstrukce je na všech podpěrách uložena na hrncová ložiska. Na opěrách je každá komora uložena na dvojici ložisek umístěných pod stěnami komory. Na pilířích je každá komora uložena pouze na jedno ložisko umístěné v ose komory. Postup výstavby je pro konstrukce ze segmentů VS2 typický. Všechny segmenty byly nejprve seskládány na pevné skruži a sepnuty montážním předpětím, které zajistilo dotlačení spár a připravilo konstrukci na napnutí průběžnými kabely. Montážní předpětí tvoří drátové kabely 12 × P7. Po jejich napnutí byly předepnuty průběžné kabely 24 × P7. Montážní kabely jsou přímé a jejich délka odpovídá vždy šesti až sedmi segmentům, přičemž kabely se překrývají, aby bylo montážní předpětí vneseno do celé konstrukce a při napínání průběžnými kabely nedocházelo k dotlačování spár. Montážní kabely jsou vedeny v horní a spodní desce, průběžné kabely jsou vedeny pouze ve stěnách. Průběžné kabely byly kotveny v čelech u opěr. Montážní i průběžné kabely měly být dle projektu zainjektovány cementovou injektážní maltou. Konstrukce měla být předepnuta i příčně. Příčné předpětí tyčemi je použito v nadpilířových příčnících k zachycení lokálních účinků bodového uložení (viz obr. 4).

PROJEKČNÍ PŘÍPRAVA REKONSTRUKCE A ZESÍLENÍ

Projekční příprava rekonstrukce byla zahájena v roce 2016 komplexním diagnostickým průzkumem a přepočtem zatížitelnosti. Diagnostický průzkum zjistil, že beton segmentů má dostatečnou pevnost a odolnost proti CHRL. Systém průběžných kabelů nevykazoval žádné problémy. Kotvy montážních kabelů byly viditelné a korodovaly. Celkově bylo zjevné, že montážní kabely neplní dlouhodobou funkci, na což nebyly uvažovány. Nejhůře na tom byl systém příčného předpětí, který byl prakticky nefunkční. Nadpilířové příčníky nebyly dobetonované až k horní desce segmentu, kotvy tyčí byly odhalené a tyče byly bez napětí. Příslušenství a ocelové části nosné konstrukce (ložiska, mostní závěry) byly za hranicí své životnosti. Výpočet zatížitelnosti ukázal, že normální zatížitelnost mostu činí pouze 21 t. To je na dlouhodobou funkci mostu na takto dopravně vytížené komunikaci poměrně málo a bylo zřejmé, že tento neuspokojivý stav je nutno řešit. Správce mostu, TSK Hl. m. Prahy, zvažoval možné alternativy. Jednou z nich bylo řízené dožití mostu a zahájení přípravy na náhradu stávající konstrukce novou. Pro tuto variantu hovořil obecně nedobrý stav konstrukce a zejména velmi negativní zkušenosti se segmentovými konstrukcemi z osmdesátých let. Nakonec, po zvážení technických, ekonomických a časových aspektů stavby, správce rozhodl o rekonstrukci nosné konstrukce vč. jejího statického zesílení systémem dodatečného externího předpětí.

Zesílení volnými kabely stávající konstrukce je vždy výzvou. Pro správný návrh dodatečného předpětí je nutné znát nejen postup výstavby a napínání nosné konstrukce vč. všech montážních stavů a změn statického systému, ale je nutné se zabývat i stavem původního předpětí. U montážního předpětí existovala oprávněná obava, že je významně zasaženo korozí a že jeho funkčnost je omezená. Naštěstí byl podíl montážních kabelů na celkové úrovni předpětí malý. U průběžných kabelů sice nebyl indikován žádný problém, ale počítat s jejich stoprocentní funkcí by bylo příliš optimistické a návrh dodatečného předpětí by nemusel být dostatečně bezpečný. Na druhou stranu příliš konzervativní odhad oslabení by mohl vést k příliš velké rovni dodatečného předpětí se všemi negativními důsledky. Při návrhu dodatečného předpětí je tedy nutno vždy uvažovat s více možnostmi oslabení původního předpětí s tím, že dodatečné předpětí musí vyhovovat pro všechny možnosti oslabení. Neexistuje žádné obecně platné doporučení, jak postupovat. Pro každý konkrétní případ dodatečného zesílení volnými kabely je nutno postupovat individuálně. Dalším problémem dodatečného předpětí je vnášení lokálních zatížení do konstrukce. Dodatečné předpínací kabely vyvozují silné lokální účinky v místech kotvení a v místech lomů (deviátory – obr. 5). Tyto účinky je nutno zachytit a roznést, aby nedošlo k poškození původní konstrukce. Po uvážení všech výše popsaných aspektů bylo navrženo zesílení nosné konstrukce dvěma patnáctilanovými kabely z oceli Y1860 v každé komoře.

REALIZACE

Realizace rekonstrukce byla zahájena v roce 2019 a ukončena bude v roce 2021. Stavbu provádí sdružení firem EUROVIA CS, a.s. a SMP CZ, a.s. Od zahájení stavby bylo jasné, že skutečný stav konstrukce (zejména nepřístupných částí) neodpovídá archivní dokumentaci. Rovněž se ukázala velmi problematická kvalita prací na původní konstrukci. Naštěstí se všechny zjištěné problémy podařilo vyřešit, a to díky dobré spolupráci projektanta, zhotovitele a investora.

Vlastní realizace s popisem všech náročných prací a zjištěných překvapení si zaslouží vlastní publikaci. V tomto článku se zaměřme pouze na zesílení konstrukce externími kabely. Návrh dodatečného předpětí bylo nutno ověřit na základě skutečného stavu předpínací výztuže. Zkoumán byl stav pouze průběžných kabelů ve stěnách. Záhy po zahájení prací v komorách se totiž ukázalo, že montážní kabely jsou silně zkorodované, místy dokonce zcela přerušené (obr. 6, 7). Zkoumány byly tedy pouze průběžné kabely. Celkem bylo provedeno cca 70 sond ke kabelům ve stěnách (Obr. 8) v místech budoucích deviátorů a nadpilířových příčníků. Ve všech sondách byla zastižena předpínací výztuž bez korozního oslabení a s dostatečně provedenou injektáží. Zaznamenána byla pouze drobná povrchová koroze, patrně už z doby výstavby. To byla velmi povzbudivá zpráva. Méně povzbudivě působilo zjištění, že v levé komoře levého mostu vedení průběžných kabelů neodpovídá projektu. Rozdíl oproti projektu byl v maximu 30 cm. Naštěstí tato odchylka byla mimo polohy s extrémními excentricitami (nad pilíři a ve středech polí). Zajímavé je, že takto velký rozdíl byl pouze v jedné komoře ze čtyř. V ostatních třech komorách byla shoda skutečnosti s projektem velmi dobrá. Zjištěná odchylka ve vedení průběžných kabelů vyvolala potřebu úpravy polohy jednoho deviátoru. Těžko dnes hledat vysvětlení, proč je takový rozdíl ve vedení kabelů u jedné ze čtyř komor, obzvlášť u segmentové konstrukce.

Dodavatel předpínacího systému byla firma Freyssinet. Použity byly kabely z holých lan v HDPE chráničkách. Kabely byly injektovány cementovou injektážní maltou. Kabely jsou průběžné přes celou délku mostu, napínané jsou oboustranně od obou opěr (z jedné, poté z druhé strany). Pro příčné předpětí v nadpilířových příčnících byly použity předpínací tyče.

ZÁVĚR

Rekonstrukce mostu v ulici Slánská se blíží ke svému konci. K dnešnímu dni zbývá dokončit pouze příslušenství na pravém mostě. Ukazuje se, že zesílení komorových segmentových konstrukcí dodatečným předepnutím externími kabely je cestou, jak zajistit prodloužení jejich životnosti a zvýšení zatížitelnosti. Náklady na zesílení jsou oproti úplné náhradě nosné konstrukce zhruba třetinové až čtvrtinové. Návrh zesílení musí být dostatečně robustní, aby byl schopen reagovat na nepředvídatelná zjištění při realizaci. V přípravě stavby je nutné věnovat dostatek času a prostředků ke zpracování detailního diagnostického průzkumu, zejména průzkumu předpínací výztuže. Při vlastní stavbě je nutná úzká (prakticky každodenní) spolupráce projektanta a zhotovitele. Jen tak je možné zajistit úspěšnou realizaci stavby vedoucí k prodloužení životnosti a zvýšení zatížitelnosti objektu.

Ing. Jan Bažil, Ing. Lukáš Boháček, Ing. Petr Souček
PONTEX s.r.o.

× Full - Jádro