Byty se mohou stavět i na mostech – rezidence Sacre Coeur II

• Foto

Část objektu je založena mimo strahovský tunel, většina je však přímo nad stropní deskou strahovského tunelu. Protože únosnost jeho stropu není dimenzována na takové zatížení, bylo nezbytné tento úsek překlenout dvěma ocelovými mosty. Jako jediné možné řešení se jeví prostorová příhradová konstrukce, protože i prostor mezi dolní a horní niveletou ocelové konstrukce bude využit pro zhotovení bytů.

ŘEŠENÍ OCELOVÝCH KONSTRUKCÍ
Stavební objekty SO01 a SO02 rezidence Sacre Coeur II se půdorysně kříží s tubusy Strahovského tunelu. Kvůli omezené zatížitelnosti konstrukcí tunelů bylo navrženo překlenout tubusy ocelovou konstrukcí, která zároveň tvoří tři respektive čtyři podlaží objektu. Další podlaží jsou tvořena betonovou nosnou konstrukcí, jejíž vlastní tíha spolu s ostatním stálým zatížením tvoří významnou složku celkového zatížení ocelové konstrukce.

Hlavní nosníky
Hlavní ocelová konstrukce je v případě obou objektů tvořena dvěma mohutnými příhradovými hlavními nosníky se statickou výškou 9,2 m a rozpětím 52,5 m v případě objektu SO01 a se statickou výškou 6,4 m a rozpětím 45 m v případě objektu SO02. Nosníky jsou staticky prostě podepřeny. Na jedné straně jsou uloženy kyvně pomocí ocelového plechu s dolním povrchem opracovaným do tvaru válcové plochy, přičemž vodorovné síly přenášejí smykové zarážky. Na straně druhé je použito uložení na kalotová ložiska s umožněným dilatačním pohybem. Příhradové nosníky jsou přímopasé se systémem tažených diagonál a se svislicemi. Pasy i mezipasové prvky jsou tvořeny dvojicí válcovaných nosníků svařených pásnicemi k sobě a vytvářejících uzavřený průřez. Byly použity ne zcela běžné profily HE, které se podařilo zajistit i v projektem požadovaných dimenzích s výškou profilu přibližně 400 – 1 000 mm. Některé profily nebylo možné z důvodu dostupnosti na trhu zajistit a byly proto nahrazeny svařenými truhlíkovými průřezy z plechů. Styčníky příhradové konstrukce jsou konstruovány jako svařence z plechů, jejichž tloušťka byla stanovena výpočtem na základě požadavku projektanta na elastické posouzení jednotlivých bodů konstrukce. Ve styčnících hlavních nosníků se stýkají další navazující ocelové konstrukce, proto jsou styčníky poměrně hustě vyztuženy, což činilo spolu s tloušťkami plechů a prostorovou stísněností detailů svařence velmi technologicky komplikovanými z hlediska postupu skládání a svařování. Velmi složitý nadpodporový svařenec nad pevným uložením hlavních nosníků se zhotovitel rozhodl nahradit odlitkem, který byl po navaření navazujících plechů žíhán na odstranění reziduálních pnutí. Montážně byly hlavní nosníky děleny na jednotlivé mezipasové prvky a pasy tvořené třemi částmi. S ohledem na stísněné podmínky směrem k Strahovskému tunelu a vypočítaným deformacím byly hlavní nosníky nadvýšeny svisle a ukloněním svislic. Zejména pak u šikmo uloženého objektu SO01 toto nadvýšení značně komplikovalo geometrii jednotlivých svařovaných uzlů. Pro profily a část plechů hlavních nosníků byl použit materiál S355J2, pro plechy tlustší než 60 mm S355NL a pro většinu plechů styčníkových svařenců byl navržen materiál S460NL.

Příčné vazníky a vazníky schodišť
Kolmo na hlavní nosníky tvoří součást ocelové nosné konstrukce příčné vazníky, jejichž geometrie byla v rámci jednotlivých os velmi pestrá, ovlivněná stavebními a dispozičními návaznostmi. Příčné vazníky jsou převážně svařované příhradové konstrukce s nejvýznamněji zatíženými uzly u svých horních pasů. Tyto uzly, které jsou součástí hlavních nosníků byly s ohledem na značné využití průřezů, počet prutů ve styčníku a komplikovaný přístup ke svařování, technologicky nejnáročnější. Na rozdíl od hlavních nosníků jsou jako prvky příhradových příčných vazníků použity již běžnější válcované profily HEB, HEA a HEM. Velmi zatížené uzly v nejnižším patře SO01 a některé uzly na SO02 byly z důvodů namáhání a elastického posuzování napětí konstruovány také jako svařence z plechů. Členitost příčných vazníků pro výrobu zvyšovaly přípoje stropnic, z nichž některé jsou využity jako součást ztužení ocelové konstrukce, a konstrukce pro uložení betonových stropů. Z důvodů stavebních návazností, akustiky, stlačené konstrukční výšky a velkých sil vycházely geometricky detaily velmi nestandardně s malou opakovatelností. Speciální geometrii pak mají štítové příčné vazby šikmého objektu SO01. Příčné vazníky SO01 byly také nadvýšeny. Vazníky schodišť navazují na příčné vazby a v nejnižším podlaží jsou tvořeny mohutnými podschodišťovými nosníky vynášejícími vždy celé jádro. Materiál použitý pro tyto konstrukce byl převážně S355J2.

Stropnice a ztužení ve vodorovných rovinách
Stropy objektů v rozsahu ocelových konstrukcí jsou betonové, spřažené pomocí trnů se stropnicemi a betonované do trapézových plechů. Tloušťky desek vycházející mnohdy z akustických požadavků a dispozičně stlačené konstrukční výšky stropů vedly k nutnosti použít na několika podlažích velmi nízké profily a pro přenesení posouvajících a tahových sil je na jejich koncích zesilovat. Stropnice lze na obou objektech dělit na prostě uložené, kde byl navržen posuvný detail na jednom konci a na stropnice tvořící součást ztužujícího systému, které jsou uloženy neposuvně a přebírají významné osové síly. Většina stropnic byla staticky uvažována jako prostě podepřená. Použity jsou převážně profily IPE, HEB, HEM a HEA. Výjimku tvoří mohutné stropnice na ose 03 objektu SO02. V jednotlivých stropech jsou navržena taktéž trubková ztužidla, která jsou většinou dělena o stropnice a připojena šroubovým dvojstřižným přípojem. Podélná vodorovná ztužidla objektu SO02 jsou mnohem více namáhaná a jsou tvořena svařenci ve tvaru H nebo válcovanými H profily.

VÝROBA A MONTÁŽ
Protože takto velký objem výroby, většinou z plechů tloušťky 25 – 90 mm a válcovaných profilů 400 až 1 000 mm, nebylo možné vyrábět na jednom místě, byly pro tuto výrobu zvoleny čtyři mostárny, které v podstatě souběžně vyráběly přepravitelné svařence. Doprava na stavbu byla většinou nadrozměrná, buď z důvodu velkých rozměrů, nebo velké hmotnosti. Jako nejsložitější se ukázalo vyrobit jednotlivé díly prostorové příhradové konstrukce tak, aby byla zaručena jejich smontovatelnost a zároveň najít způsob montáže, který v sobě zahrne rychlost a technické možnosti zvedací techniky, která je dostupná v České republice. Při definici imperfekcí výroby byly zpřísněny výrobní tolerance. Ani ty by však nezaručovaly možnost jednoduché montáže. Proto byly na každý prvek hlavních vazníků a příčných vazeb adjustovány měřící body, které byly před nátěry zaměřeny a přeneseny do 3D modelu. Následně při montáži projektanti s geodety definovali velikost svarových mezer, aby tyto byly co nejmenší a montáž byla optimální. Při plánování montáže nebylo možné svařit čtyři hlavní příhradové nosníky mimo své trvalé místo a těžkým jeřábem je usadit do definitivní polohy. Tak únosný jeřáb v naší republice není k dispozici a jeho transport ze zahraničí by byl příliš finančně i časově náročný.

Po zvážení všech možností vybral ing. Beneš poměrně složité, ale zároveň elegantní řešení. Nad stropní deskou strahovského tunelu se zhotoví podpěrná konstrukce ze systémového prostorového lešení, která hustotou svislých prvků zajistí rovnoměrný přenos zatížení od montovaného hlavního nosníku do nadloží stropní desky strahovského tunelu. Umístění příhradového kolového jeřábu bylo řešeno s ohledem na jeho únosnost a s ohledem na umístění strahovského tunelu. Vzhledem k vyčerpání únosnosti jeřábu s ohledem na hmotnost břemena a velikost ramene bylo zvoleno kompromisní řešení a bylo nezbytné instalovat do obslužného tunelu několik bárek z PIŽMA včetně lisů, které zaručovaly měřitelný tlak do stropní deky tunelu.

Nadrozměrné dílce dovezené na stavbu se velkým kolovým jeřábem umístí naležato na toto lešení a postupně se svaří do požadovaného rozměru hlavního nosníku. Vzhledem k výrobním tolerancím a kontrole přenosu sil do nadloží, museli po celou dobu montáže každého ze čtyř nosníků, kontrolovat jednak celkové rozměry a jednak plánovanou niveletu podpěrného lešení. Takto svařený a zkontrolovaný nosník bylo nezbytné pomocí jeřábu Liebherr 1550 SL zvednout tak, aby se odlehčily stojky podpůrné konstrukce, a tato se, ani po očekávaném průhybu nebude podílet na jeho podepření. Plánovaný průhyb v této nenosné ose byl ve všech čtyřech případech menší než výpočtový, což svědčilo o větší tuhosti tohoto svařence. Poté bylo potřeba zvednout nosník do svislé polohy. Kritickým okamžikem této činnosti je vodorovný pohyb břemene v době, kdy zvedaný nosník překročí cca 70° od vodorovné a těžiště nosníku by způsobilo náhlé přetočení směrem do svislosti nosníku. Proto jediným řešením se ukázalo stabilizovat patu nosníku na obou jeho koncích pomocí tzv. otáčecích přípravků a zároveň, před dosažením plánovaného kritického úhlu, instalovat vzpěrné diagonály, a to opět na obou koncích nosníků. Panty jsou obrovské svařence se společným čepem o průměru 100 mm. Jeden díl pantu je připojen chemickými kotvami do spodní stavby, druhý, horní přivařen na spodní část nosníku. Pomocí tohoto pantu bylo zajištěno, že překlopení ze 70° do svislé polohy proběhne bez rázů a plynule. Hmotnosti nosníků jsou od 235 do 275 tun, hmotnosti pantů 15 tun. Vzpěrné diagonály jsou silnostěnné trubky, které mají šroubovací mechanizmus – dvojici metrických závitů. Za postupné kombinace všech tří opatření – zdvih břemene jeřábem, vyšroubování metrických závitů a kotvení paty nosníků pomocí pantů, byly nosníky adjustovány do svislé polohy. Celou dobu překlápění byli přítomni geodeti, kteří kontrolovali svislost lan jeřábu, a to jako kontrolu počítače jeřábu, a zároveň monitorovali průhyby nosníků v různých fázích překlápění. Jedna činnost navíc přibyla u zvedání posledního, čtvrtého nosníku. Vzhledem ke geometrii druhého mostu, nebylo možné osadit panty do místa budoucího osazení. Proto v době, kdy vazníky ve svislé poloze byly odaktivovány oba panty a odpojeny obě vzpěrné diagonály. Nosník byl nastojato přemístěn nad obě trvalé podpory, pevný bod a místo budoucího ložiska. V tento okamžik byla plně využita únosnost příhradového jeřábu Liebherr 1550 SL, a to i v kombinaci s použitím balastpalety. Bez tohoto opatření by nebylo možno většinu zdvihů vůbec provést. Všechny tyto náročné činnosti byly zároveň přenášeny pomocí kamer na společné monitory v řídící buňce, umístěné bezprostředně vedle nosníků a neplánované chování nosníků vedlo k okamžitému zastavení procesů.

Tato složitá operace, kdy byly zvednuty všechny čtyři nosníky, probíhala ve dnech 9. března 2015 a skončila 8. dubna 2015. Plánované termíny byly narušeny silnými nárazovými větry ve dnech před Velikonocemi. Technologický předpis montáže, jakož i technické parametry jeřábu neumožňovaly větší rychlost větru než
10 m/s. Poté byly zvednuté hlavní nosníky dorovnány do projektovaného stavu. V současné době se montují příčné příhradové konstrukce na obou mostech. Následovat bude montáž stropních nosníků a trapézových plechů.

Flats Can Also Be Built on Bridges
Another residential complex, which is among the most attractive and luxurious ones, is currently growing in Prague 5, Holečkova ulice (Holečkova Street). A five-floor complex in a “U” shape with a green assembly hall is growing directly above the body tube of Strahovský tunel (Strahov Tunnel). Company SATPO Sacre Coeur II, s. r. o. is the investor and Metrostav a. s., Division 9 is the main contractor. Predominantly load bearing technologies of Metrostav Group have been used for this structure, particularly the operation of reinforced concrete structures and operation of steel structures. The paper is focused on the work on the latter. Ing. Daniel Riedl is a Project Manager of the steel part, and Ing. Vladimír Beneš is a Construction Manager and author of the technological process. He manages demanding works at the same time. This construction has also proved the success of cooperation with structural designers EXCON, a. s., Ing. Dalibor Gregor and Ing. David Jermoljev.

Autoři

• Ing. Riedl Daniel
• Ing. Gregor Dalibor Ph.D.