Most přes Lužnici v Bechyni - Zářečí

Místním obyvatelům tím rovněž skončily někdy až neúnosné problémy s dopravou. Vzácný železobetonový most přes Lužnici, zvaný Duhový, který je na soupisu technických památek, prošel generální rekonstrukcí. Ta mimo jiné znamenala i výrazné změny v dopravě. Opravený most, který stojí přímo pod půvabným bechyňským zámkem, neponičila povodeň před dvěma lety. Jednoduše dosloužil. Oba břehy řeky Lužnice spojoval již od konce 19. století ocelový příhradový most. Jeho nosná konstrukce v závěru století dvacátého vykazovala sníženou únosnost dlouhodobým působením přírodních vlivů i nárůstem intenzity dopravy.

Jihočeský kraj coby majitel mostu se rozhodl pro náhradu původní příhradové konstrukce za zcela novou mostní konstrukci s elegantními ocelovými oblouky a dolní mostovkou. Toto řešení působivě zapadá do okolního prostředí a dotváří jeho architektonický vzhled. Při stavbě bylo využito založení původního mostu s úpravou v oblasti úložných prahů. Kamenné zdivo nájezdové rampy bylo přestavěno, původní kamenný obklad opěr byl citlivě sanován, opraven a doplněn. Celá spodní stavba byla důkladně zpevněna, aby spolehlivě přenášela vyšší zatížení novou mostní konstrukcí. Použití zkřížených závěsů umožňuje velmi příznivý přenos zatížení do konstrukce mostu, která díky tomuto řešení může být subtilnější a lehčí.

SOUHRN
Oprava mostu přes Lužnici v Bechyni - Zářečí byla součástí rekonstrukce nedalekého velkého železobetonového obloukového mostu přes Lužnici. Tento most umožnil přepravu na objízdné trase během uzávěry velkého mostu. Výsledky podrobného diagnostického průzkumu původního ocelového příhradového mostu v Zářečí vyloučily možnost řádného provedení jeho opravy a zesílení. Technicko-ekonomický rozbor ukázal, že náklady na opravu a zesílení stávající konstrukce byly srovnatelné s novou konstrukcí. Při zachování původního vzhledu konstrukce bylo možné zvýšit zatížitelnost stávající konstrukce z původních 1,5 t pouze na cca 6 t. Při podrobné prohlídce nýtované konstrukce bylo dále zjištěno oslabení oceli až o 30% průřezové plochy. S ohledem na nepřístupnost konstrukčních detailů nebylo možné dokonale provést očištění, zesílení a povrchovou ochranu jednotlivých prvků, a to zejména v místě styčníků ocelové konstrukce. Chemickým rozborem oceli byla zjištěna velmi nízká vrubová houževnatost svářkové oceli (nebezpečí křehkého lomu). Vzhledem k výše uvedeným skutečnostem bylo rozhodnuto nahradit nosnou konstrukci mostu konstrukcí novou.

KONSTRUKCE MOSTU
Hluboké a sevřené údolí řeky Lužnice pod bechyňským zámkem, výška 100leté vody a křehká jihočeská architektura Zářečí vedla k volbě subtilní obloukové konstrukce se síťovými závěsy (obr. 1 a 2). Vlastní nosná konstrukce je tvořena dvěma ocelovými oblouky s předpjatým betonovým pásem. Staticky působí jako prostě uložený oblouk s táhlem o rozpětí pole 41,0 m. Parabolické ocelové oblouky maximálního vzepětí 6,0 m jsou svařované průřezu tvaru obráceného písmene U. Ve čtvrtinách a uprostřed jsou oblouky ztuženy vodorovnými rámovými ztužidly shodného průřezu. Předpjatý betonový pás mostovky je zavěšen na obloucích pomocí síťovitě uspořádaných závěsů. Závěsy jsou na oblouk i mostovku uchyceny kloubově tak, aby nevznikala druhotná ohybová namáhání a umožnily snadnou montáž, rektifikaci a případnou výměnu.

Ocelová konstrukce mostu se skládá ze dvou mostních oblouků ve tvaru kvadratické paraboly s táhly, zabetonovanými v mostovce z předpjatého betonu. Oba mostní oblouky jsou v úrovni horních pásů vzájemně spojeny dvěma rámovými příčníky na koncích a dalšími třemi přibližně ve čtvrtinách a uprostřed rozpětí. Horní pásy oblouků, táhla a příčníky jsou vyrobeny z oceli S355J2G3. Propojení mezi horním pásem oblouku a betonovou mostovkou je vytvořeno síťově uspořádanými závěsy z austenitické korozivzdorné oceli X6CrNiMoTi17-12-2, častěji známé pod číselným označením 1.4571 (pro srovnání odpovídá kvalitě 17 348 podle ČSN).

Průřezy ocelových prvků oblouku byly navrženy jako otevřené, aby umožnily snadnou kontrolu a údržbu. Horní pás a vnitřní příčníky mají průřez ve tvaru obráceného U o rozměrech 320 × 320 × 22 mm ve svařovaném provedení. V místě uložení na opěry jsou stěny průřezu horního pásu plynule zesíleny na 30 mm. Krajní příčníky, rovněž svařované, mají průřez tvaru I 600 × 200 mm. Dolní pás tvoří dvojice válcovaných profilů U180. Závěsy jsou kruhového průřezu ø 40 mm a jsou asymetricky rozmístěny kolem podélné osy oblouku.

Jeden mostní oblouk je včetně táhla rozdělen na devět montážních dílců a třicet osm síťových závěsů. Všechna spojení montážních dílců oblouků jsou provedena třecími spoji s vysokopevnostními šrouby třídy 10.9. Hlavní pozornost však byla ve fázi projektování realizační dokumentace věnována řešení detailů pro připojení závěsů k ocelovému oblouku v horní části a k betonové mostovce v dolní části.

V horní části je připojení vytvořeno pomocí tlustostěnné trubky, která má po obou stranách přivařený plech. Celý takto vytvořený prvek, označovaný jako „horní připojovací žebro“, byl pod odpovídajícím úhlem vevařen do průřezu oblouku. Tyč závěsu pak byla protažena skrz trubku a zajištěná v poloze kontramaticí. Optimální vůle v trubce byla dosažena vystružením otvoru výhrubníkem.

V dolní části byla situace o něco složitější z toho důvodu, že bylo nutné vyřešit průchod závěsu do betonové mostovky a připojit jej k trvale zabetonovanému táhlu oblouku. Připojení je provedeno svařovaným ocelovým prvkem, který byl vložen mezi dvojici U profilů táhla a připojen šroubovým třecím spojem. Takto byl vytvořen z táhla oblouku členěný prut a tím byla zvýšena i jeho tuhost ve vodorovném směru, což se ukázalo výhodné hlavně při betonáži mostovky. Vytvořený připojovací prvek, označovaný jako „dolní připojovací žebro“, který je trvale zabetonovaný společně s táhlem v desce mostovky, je propojen pomocí spojky z plechu z korozivzdorné oceli tl. 25 mm, vycházející nad úroveň horního povrchu betonu, s tyčí závěsu. Tyč závěsu je na dolním konci zašroubována do rozvidleného závěsného oka, které je přes čep spojeno se spojkou.

Dalším důležitým faktorem, na který byla při navrhování zaměřena pozornost, byla možnost rektifikace závěsů. Dopínání závěsů v průběhu montáže i v následném provozu a kontrola velikosti tahových sil je u této konstrukce velmi důležitý faktor. Pro rektifikaci závěsů byla navržena rektifikační matice ve tvaru šestihranu s průběžným otvorem s levým a pravým vnitřním závitem a pro usnadnění montáže byla rektifikace umístěna v dolní části závěsu. Na tyčích závěsů byly provedeny vnější závity válcované; v rektifikační matici, závěsném oku a maticích závity řezané, rozměru M40 × 3. Vlastní rektifikace závěsů se prováděla po předepnutí desky mostovky. Pro ověření sil v jednotlivých závěsech se provedlo tenzometrické měření. Odchylky sil v závěsech od projektovaného stavu se upravily pomocí rektifikačních matic.

Návrh ocelové konstrukce a připojovacích detailů byl proveden podle ČSN 73 1401 Navrhování ocelových konstrukcí a ČSN 73 6205 Navrhování ocelových mostů. Pro posouzení prvků z korozivzdorné oceli byla použita ČSN P-ENV-1993-1-4 doplňující pravidla pro korozivzdorné oceli.

Výroba ocelové konstrukce byla rozdělena do několika firem. Zhotovitelem mostu byla firma Swietelsky stavební, která prováděla demontáž a přemístění stávajícího ocelového mostu, spodní stavbu, montáž podpůrné skruže, montáž ocelové konstrukce a betonáž a předpínání mostovky. Výrobu ocelové konstrukce pro ni zajišťovala firma DT výhybkárna a mostárna Prostějov, která byla rovněž zpracovatelem dílenské dokumentace. Výrobu závěsů z korozivzdorné oceli a ocelových konstrukcí příslušenství zajišťovala firma OK-BE Nový Knín. Povrchová a protikorozní ochrana ocelových konstrukcí byla provedena dílensky firmou Metalkov Vlašim v celkové tloušťce 320 µm ve složení: tryskání křemičitým pískem Sa 2½, metalizace stříkáním 100 µm, základní nátěr na bázi epoxidové pryskyřice 80 µm, mezivrstva na bázi epoxidové pryskyřice 80 µm, vrchní nátěr na bázi polyuretanu 60 µm, odstín RAL 5009. Rozměry montážních dílců byly zvoleny tak, aby umožnily dopravu mezi jednotlivými výrobnami silničními dopravními prostředky.

Montáž ocelové konstrukce probíhala poměrně rychle na připravené podpůrné skruži, přičemž celá konstrukce mostu byla dočasně osazena na hydraulických lisech přibližně 0,5 m nad úrovní definitivních opěr. Montáž závěsů byla prováděna z lehkého lešení. Celá mostní konstrukce byla osazena na definitivní elastomerová ložiska až po vybetonování a předepnutí mostovky.

Vzhledem k tomu, že se jedná zvláštní typ konstrukce, svého druhu první v České republice, která je kombinací několika materiálů - uhlíková ocel, korozivzdorná ocel a předpjatý beton a účasti několika různých dodavatelů, bylo nutno provést několik přejímacích prohlídek. Jako první byla uskutečněna přejímka jakostí materiálu. Dalším krokem byly dvě dílenské přejímky již vyrobeného oblouku bez závěsů. Všechny tyto přejímky byly provedeny na půdě DT výhybkárny a mostárny Prostějov. Následovala tzv. předmontážní prohlídka kompletně smontovaného mostu v areálu firmy Metalkov Vlašim, kde bylo možné poprvé vidět prostorovou sestavu obou oblouků s příčníky a s několika závěsy před aplikací protikorozní ochrany. Při této předmontážní prohlídce tak bylo ověřeno, jak se ocelová konstrukce bude montovat. Po smontování konstrukce na staveništi se uskutečnila přejímka prvků, které měly být trvale zabetonovány. Závěrečná přejímka proběhla až po rektifikaci závěsů. Při přejímkách se postupovalo v souladu s ČSN 73 2601 Provádění ocelových konstrukcí a ČSN 73 2603 Provádění ocelových mostů. Rozměry vyrobené ocelové konstrukce byly kontrolovány podle ČSN 73 2611 Úchylky rozměrů a tvarů ocelových konstrukcí, platných pro skupinu Aa.

MOSTOVKA A KABELY
Mostovka je tvořena podélně předpjatou železobetonovou deskou. Deska byla navržena maximálně vylehčená, tloušťka desky pod vozovkou je 250 - 300 mm, pod závěsy 500 mm a na chodnících 180 mm. Malá stavební výška desky je umožněna spojitým podepřením na závěsech.

Předpínací kabely z 15 ø 0,62“ jsou umístěny v těžišti desky po dvojicích v rovině závěsů. Kabely přenášejí jak vodorovnou obloukovou sílu, tak vnášejí předpětí do desky a eliminují tím podélná tahová napětí v betonu. Předpětí se vnáší čelní deskou, která je součástí ocelové konstrukce. V příčném směru působí deska jako železobeton. Římsy jsou součástí monolitické nosné konstrukce a byly betonovány současně s ní. Pohledovou plochu tvoří dílce ze sklovláknobetonové skořepiny.

Nová nosná konstrukce byla navržena na zatížení třídy B, dle ČSN 73 6203AL. Normální zatížitelnost je 26 t a výhradní 50 t (jediné vozidlo). Prostorová úprava zahrnuje jeden jízdní pruh šířky 3,6 m s oboustrannými chodníky šířky 1,3 m. Prostor pod chodníky je využit pro převedení veškerých inženýrských sítí. Vozovka je oddělena od chodníků ocelovým odrazným zařízením výšky 0,5 m pro zvýšení ochrany závěsů. Chodníky jsou lemovány ocelovým zábradlím výšky 1,1 m. Vozovka byla provedena ve skladbě asfaltový koberec mastixový středně hrubý z modifikovaného asfaltu tloušťky 40 mm, litý asfalt střední tloušťky 40 mm a izolace tloušťky 3 mm, celková tloušťka 83 mm. Na mostě je celoplošná vícevrstvá štěrková izolace, na chodnících s pochozí úpravou. Odvodnění povrchu izolace je provedeno pomocí odvodňovacích trubiček.

Nezkrácený článek včetně fotografií a nákresů najdete v říjnovém čísle 5/2004.

Autor

• Ing. Šašek Ladislav CSc.