Lávka Minto Island, Salem, Oregon, USA

• Foto

ÚVOD

V srpnu 2017 byla v hlavním městě státu Oregon Salem otevřena lávka, která přemosťuje slepé rameno řeky Willamette a spojuje městský park situovaný ve středu města s loukami a lesy situovanými na rekreačním ostrově – obr. 1. Na straně města je lávka integrována do parku, na druhém břehu je ukončena vyhlídkovou plošinou navazující na místní pěší a cyklistické stezky. Snahou všech zúčastněných bylo navrhnout otevřenou konstrukci jemných rozměrů, která svým uspořádáním vyzývá nejen k přejití, ale i k zastavení a zamyšlení – obr. 2. Proto je hlavní pole přemosťující řeku na okrajích zavěšeno na vně skloněných obloucích – obr. 3.

KONSTRUKČNÍ A ARCHITEKTONICKÉ ŘEŠENÍ

Od počátku práce na projektu bylo zřejmé, že oblouková konstrukce se štíhlou mostovkou představuje optimální přemostění. Snahou projektanta bylo navrhnout řešení, ve kterém hlavní pole překračující řeku spolu s navazujícími poli přemosťujícími inundační území vytváří jednotný celek. Proto byla navržena konstrukce s oblouky přímo
vetknutými do předpjaté mostovky, na kterou spojitě navazují pole proměnné výšky.

V návrhu se zvažovaly svislé oblouky a oblouky skloněné dovnitř a vně. U oblouků skloněných vně bylo možné paty oblouků co nejtěsněji přimknout k mostovce a závěsy jednoduše kotvit v okrajích mostovky. Navíc vnější sklon oblouků otvírá vstup na konstrukci a dává konstrukci moderní výraz. Proto bylo toto řešení přijato.

Lávku pro pěší celkové délky 154,1 m tvoří spojitý nosník o pěti nestejně dlouhých polích s rozpětími 2 × 15,2 + 15,3 + 93,9 + 10,7 m. Nosník má na obou koncích konzoly délky 1,9 m, na které navazují krajní opěry (obr. 4). První tři pole jsou v půdorysném oblouku s poloměrem 70 m, zbývající část konstrukce je v přímé. Mostovka je ve vrcholovém zakružovacím oblouku s poloměrem 1 100 m.

V hlavním poli přemosťujícím řeku je nosník na vnějších okrajích zavěšen na skloněných obloucích. Svislé vzepětí oblouků je 15,24 m. Hlavní pole tloušťky jen 502 mm je sestaveno z prefabrikovaných segmentů a spřažené monolitické desky (obr. 5). Prefabrikované segmenty 5,277 m široké a 2,994 m dlouhé jsou tvořeny dvěma krajními trámy vzájemně spojenými deskou. Ve spárách jsou segmenty ztuženy příčníky.

Oblouky, které jsou tvořeny ocelovými rourami průměru 762 mm, jsou podepřeny monolitickými podpěrami tvaru písmene V, které jsou rámově spojeny s mostovkou. Podpěra v příčném směru navazuje na sklon oblouků, jehož hodnota vyšla z podrobných parametrických výpočtů, ve kterých byla konstrukce analyzována pro hodnoty sklonu od 17 do 45 °. Výpočty ukázaly, že minimální ohybové namáhání vzniká pří sklonu 25 stupňů. V podélném směru lávky mají závěsy proměnný sklon – vychází z bodu, který je situován v ose oblouku ve vzdálenosti 126 m nad mostovkou. Pro toto uspořádání má oblouk výslednicový tvar, který se blíží hyperbole. Závěsy s rektifikačními maticemi (obr. 6) jsou tvořeny tyčemi průměru 38 mm.

U podpěr hlavního pole a v navazujících polích je mostovka monolitická. Má plný lichoběžníkový průřez výšky od 0,876 m u podpěr do 0,356 m uprostřed rozpětí, kde vnější obrys odpovídá obrysu zavěšené mostovky. Mostovka je rámově spojena s podpěrami osmiúhelníkového průřezu. Tloušťka podpěr je proměnná, rozšiřuje je se od nosné konstrukce k pilotám. Krajní podpěry jsou vybetonovány s krátkými šikmými stěnami, které opticky navazují na křídla krajních opěr. Mezi opěrami a šikmými stěnami jsou dilatační spáry. Všechny podpěry jsou přímo (bez základových patek) podepřeny vrtanými pilotami. Podélná výztuž pilot ovinutá spirálou je řádně zakotvena v podpěrách. Protože mostovka je rámově spojená se všemi podpěrami, tvoří konstrukce lávky integrovaný konstrukční systém. Při stavbě byly podpěry hlavního pole spojeny nosnými kabely tvořenými 2 × 6 – 0.6“ předpínacími lany. Po smontování prefabrikovaných segmentů a po vybetonování přilehlých polí a spřažené desky byla celá nosná konstrukce předepnuta 7 kabely tvořenými 6 – 0.6“ lany.

Zábradlí je tvořeno svislými sloupky, madlem a vodorovnou lanovou výplní – obr. 6. Osvětlení je tvořeno liniovými LED světly situovanými pod madlem zábradlí. Podobná světla jsou situována na vnějších plochách oblouku. Osvětlení tak zdůrazňuje základní statické prvky lávky: tlačené oblouky a taženou mostovku – obr. 7.

STATICKÁ A DYNAMICKÁ ANALÝZA

Kontrolní výpočet byl proveden programovým systémem ANSYS. Statické účinky od zatížení stálého, nahodilého zatížení, větru a od objemových změn byly určeny na prostorovém 3D modelu sestaveného z prutových prvků. Výpočtový model vystihl prostorové působení konstrukce i okrajové podmínky. Stejný výpočtový model byl použit pro analýzu montážních stavů.

Velká pozornost byla věnována dynamické odezvě konstrukce na zatížení lidmi a větru. Poměr odpovídajících kroutivých a ohybových frekvencí potvrdil, že konstrukce je aerodynamicky stabilní. Pohoda uživatelů byla posouzena postupem popsaným v [1]. Konstrukce byla posouzena pro vybuzené kmitání jak ve svislém, tak i ve vodorovném směru. Maximální svislé zrychlení i maximální vodorovné zrychlení jsou menší než limitní hodnoty. Konstrukce je tuhá a proto uživatelé, pohybující se, anebo stojící na lávce, nemají nepříjemný pocit od pohybu konstrukce vyvolané pohybem chodců anebo větrem.

POSTUP STAVBY

Pro montáž oblouků a mostovky byl podél stavěného mostu postaven prozatímní most. Po postavení spodní stavby byly pilíře hlavního pole spojeny nosnými kabely. Potom byly smontovány trubky oblouků hmotnosti 50 tun. S ohledem na dopravu byly trubky oblouků na stavbě sestaveny ze čtyř segmentů. Nejdříve se dva a dva segmenty před mostem vzájemně svařily. Takto připravené půloblouky pak byly dvěma kolovými jeřáby situovanými na prozatímním mostě a u podpěr vyzdviženy a zavěšeny na montážní podpěry – obr. 8. Po rektifikaci patek oblouků se půloblouky vzájemně svařily. Zavěšení oblouků bylo zvoleno s ohledem na jejich příčné deformace vyvolané následnou postupnou montáží mostovky. Jak při výrobě, tak i při montáži byly oblouky prostorově skenovány.

Dále byly postupně zavěšovány prefabrikované segmenty hlavního pole – obr. 9. Segmenty byly montovány od středu mostu směrem k podpěrám – obr. 10. Při montáži segmentů bylo upravováno napětí v nosných kabelech tak, aby namáhání podpěr bylo v přípustných mezích. Současně s montáží segmentů byla také betonována krajní pole. Po výškové rektifikaci segmentů byla vybetonována spřažená deska a konstrukce byla předepnuta průběžnými kabely kotvenými v krátkých konzolách situovanými za krajními podpěrami. Potom následovaly dokončovací práce.

ZÁVĚR

Projekt a supervizi lávky zajistila firma OBEC, Consulting Engineers, Eugene, Oregon, Generálním dodavatelem byla firma Legacy Construction, Oregon. Koncepční řešení lávky vypracoval první autor, další autoři provedli kontrolní statickou a dynamickou analýzu.

Lávka (obr. 11) byla příznivě přijata jak laickou, tak i odbornou veřejností. Vně skloněné oblouky se staly podkladem log několika místních společenských organizací i městského parku. Podrobný popis lávky je uveden v [2].

Lávka získala ocenění:

• 2018 Award of Excellence. The Precast/Prestressed Concrete Institute (PCI), Chicago, USA
• 2018 Prize Bridge Award. Steel Bridge Competition. National Steel Bridge Alliance (NSBA), USA

PODĚKOVÁNÍ

Článek vznikl za podpory projektu FAST‑S‑17‑4580 – Prostorově zakřivené  mostní konstrukce podporované kabely, a byl vytvořen v rámci řešení projektu č. LO1408 „AdMaS UP – Pokročilé stavební materiály, konstrukce a technologie“ podporovaného Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy v rámci účelové podpory programu „Národní program udržitelnosti I“.

LITERATURA:
[1] Stráský, J. – Nečas, R. – Koláček, J.: Dynamická odezva betonových lávek. BETON TKS 4/2009. ISSN: 1213‑3116, s. 80 – 87.
[2] Stráský, J. – Nečas, R. – Koláček, J.: Lávka Minto Island, Salem, Oregon, USA. BETON TKS 4/2018. ISSN: 1213‑3116, s. 40 – 46.

The pedestrian Bridge, Minto Island, Salem, Oregon, USA
The pedestrian bridge, which bridges the Willamette River slough, consists of a continuous five‑span girder of span lengths from 10.7 to 93.9 m. The main span, which is formed by a slender prestressed deck, is suspended on two inclined arches. The arches are inclined outward – so, they have a ‚butterfly‘ arrangement. The deck of the main span is composed of prefabricated segments and a composite cast‑in‑place deck slab. The arches are made of steel pipes, the arch force is resisted by the prestressed deck. Since both the inner and the outer supports are frame‑connected with the bridge deck, the bridge forms an integral structure. The pedestrian bridge is described in terms of the architectural and structural design, construction process and static and dynamic analysis.

Autoři

• Prof. Ing. Stráský Jiří DrSc.
• Ing. Koláček Jan PhD.
• Ing. Nečas Radim Ph.D.