Provádění a klasifikace ocelových konstrukcí výrobků dle EN 1090-2

Požadavky na provádění konstrukcí jsou dány pro návrhy konstrukcí dle EN 1993 a EN 1994, ale i dle jiných obdobných norem a pravidel za předpokladu, že podmínky pro provádění jsou s nimi v souladu a jsou stanoveny další potřebné požadavky pro provozní podmínky.

Norma uvádí požadavky na provádění ocelových konstrukcí a dílců výrobků vyrobených z válcovaných výrobků z ocelí do S690, tenkostěnných prvků a plošných průřezů z ocelí do S700, z výrobků z korozivzdorných ocelí (austenitických, duplexních, feritických, z výrobků dutých průřezů, včetně vyrobených svařováním).

Normu lze použít rovněž pro konstrukční oceli do S960 včetně, za předpokladu, že podmínky pro provádění jsou ověřeny kritérií spolehlivosti a jsou stanoveny další bezpečnostní požadavky. Norma stanoví požadavky nezávisle na typu a rozměru ocelové konstrukce, např. pozemní stavby, mosty plnostěnné i příhradové konstrukce (dílce), včetně konstrukcí namáhaných na únavu nebo seizmickým zatížením. Požadavky jsou vyjádřeny třídami provedení konstrukce EXC1, EXC2, EXC3, EXC4.

Pro odpovídající zatřídění jsou důležité rovněž kategorie použití (SC1, SC2), výrobní kategorie (PC1, PC2) i třídy následků (CC1, CC2, CC3).

Specifikace provádění ocelových konstrukcí je souborem dokumentů obsahující technické údaje a bezpečnostní i jiné požadavky na určitou ocelovou konstrukci, včetně stanovení bližšího určení pravidel této normy pro zhotovení a montáž konstrukčních dílců.

Tato norma platí také pro montáž, musí být zpracovány návrhy postupu montáže dle projektu i technologický předpis montáže.

Pro bezpečnost a spolehlivost i trvanlivost (životnost) konstrukce výrobku musí být předepsány základní tolerance a zvláštní tolerance i výrobní tolerance.

Specifikace a dokumentace provádění – všechny potřebné informace a technické a bezpečnostní požadavky pro provádění jednotlivých částí konstrukce musí být odsouhlaseny, schváleny a zkompletovány před zahájením výroby příslušné části konstrukce.

Pokud není v projektu (konstrukční) dokumentaci stanovena třída provedení konstrukce, musí se použít třída EXC2! Projektant stanoví třídu provedení EXC. Třídy provedení lze použít na celou konstrukci výrobku nebo její části nebo na zvláštní detaily. Celá konstrukce po montáži může obsahovat různé třídy provedení dílců. Detail nebo skupina detailů se obvykle označí jako jedna třída provedení. Třída provedení nemusí být pro všechny požadavky stanovena jako stejná třída provedení.

Dokumentace kvality u zhotovitele – pro třídy provedení EXC2, EXC3, EXC4 se musí dokumentovat:

• organizační schéma firmy a řídící personál odpovídající za všechny aspekty provádění (komplexní provedení konstrukce)
• požité výrobní, technologické postupy, metody a pracovní instrukce pro provádění
• kontrolní plán specifický pro dané kategorie – třídy provedení konstrukce
• postupy pro provádění změn a oprav před zahájením, v průběhu i po ukončení provádění konstrukce výrobku jejím zhotovením
• postupy pro práci s neshodami provedení, žádosti o úlevy a spory o kvalitu provedení
• časové a mezioperační kontrolní body pro ověření kvality nebo požadavek na důkazní kontroly nebo zkoušky za účasti odběratele, inspekčního orgánu a další možné vybrané i dodatečně stanovené požadavky.

Plán kvality – pro provádění se musí vypracovat plán kvality v souladu s EN ISO 9001, ev. EN ISO 3834.

Plán musí obsahovat:

• všeobecný řídící dokument s obsahem posouzení schopnosti splnit stanovené požadavky, přiřazení úkolů a odpovědnosti během různých fází projektu, zásady a organizační uspořádání pro kontrolu, včetně určení odpovědnosti za každý kontrolní úkol
• dokumentaci kvality před prováděním konstrukce výrobků
• protokoly o provádění konstrukce výrobků, tj. protokoly o prováděných prohlídkách a kontrolách nebo doklad kvalifikace výrobce nebo certifikace výrobku, certifikace systému řízení kvality výroby, protokoly o kontrolních bodech mezi operacemi pro provádění konstrukce výrobku, zpracovaných před zahájením výroby.

Plán kvality pro provádění využívá návod v EN ISO 9001.

Kontrolní seznam plánu kvality
V projektové dokumentaci musí být zahrnut plán kvality pro provádění ocelové konstrukce.

Plán kvality obsahuje
Projekt organizace řízení výroby a kvality, přezkoumání specifikací požadavku projektu, dokumentace provádění – dokumentace zpracování před zahájením výroby, protokoly o provádění, dokumentace k dokladování provedené konstrukce výrobku, kontrolní a zkušební postupy prováděcího postupu.

Řízení výroby a kvality – na základě dané konstrukce a její umístění v projektu. Řízení zahrnuje jména osob, jejich funkce a odpovědnost během procesu výroby, posloupnost příkazů a pokynů, komunikační schéma při řízení, uspořádání systému pro plánování a koordinaci činnosti zúčastněných stran, dozoru nad prováděním a nad dodržováním postupů provádění konstrukce, identifikace činností subdodavatelů a dalších spolupracujících firem, identifikace a doklad kompetencí i kvalifikací personálu zúčastněného v procesu, včetně svářečského dozoru a kontroly (inspekce), kontrolorů, svářečů, operátorů svařování, variace řízení, změny a ústupky během provádění výrobku.

Přezkoumání specifikací – zvláštních požadavků projektu pro zjištění dopadu na provedení, včetně výběru tříd provedení konstrukce výrobku a požadavků na zvláštní opatření vzhledem ke schválenému systému řízení kvality firmy, stanovení dalších postupů pro zajištění kvality po přezkoumání zvláštních požadavků projektu.

Dokumentace dodaná a vydaná ke konstrukci výrobku – postupy řízení a předávání prováděcí dokumentace, včetně probíhajících revizí a stavu předcházení použití nesprávné a zastaralé dokumentace ve výrobě i u subdodavatele.

Dokumentace nutná k doložení před zahájením výroby
Postupy pro zajištění dokumentace výroby zahrnují:

• certifikáty (dokumenty kontroly, atesty) od základních i spojovacích materiálů, výrobků, včetně materiálů pro svařování (přídavných, pomocných)
• specifikace postupů svařování WPS a protokoly kvalifikace WPQR
• výběrové postupy výroby, kontroly zkoušení, včetně postupů pro montáž a předpjaté spojovací součásti
• návrhové výpočty nezbytné pro dočasné práce, které vyplývají z montážního postupu
• návrh rozsahu a načasování pro ověřování konstrukce výrobku druhu nebo třetí nezávislou stranou a pro odsouhlasení dokumentace konstrukce před výrobou (prováděním realizace zakázky, projektu).
• Kvalifikace výrobce – odborné způsobilosti k provádění, včetně zavedeného systému řízení kvality firmy i výroby (montáže).

Protokoly o provádění výroby (montáže) konstrukce
Protokoly se zajišťují podle postupů, které zahrnují: 

• sledování základních výrobků do stádia zkompletování dílců konstrukce
• kontrola a zkušební protokoly i činnosti při neshodách, které zahrnují přípravu povrchů svarových ploch před svařováním i kompletací svařenců, geometrickými tolerancemi vyrobených dílců, přípravou povrchu a povrchovými úpravami, kalibrací důležitých výrobních i technických zařízení, včetně zařízení použitých pro kontrolu výrobku i předpínacích spojovacích součástí
• výsledky geodetické prohlídky a zaměření stavby, stanovující připravenost staveniště pro zahájení montáže
• plán kooperací a dodávek dílců, pro dodání na staveniště a to ve sledu vzhledem k umístění v kompletní konstrukci (výrobku, stavby)
• kontrola rozměrů konstrukce po montáži, stavební zkouška a činnosti vyplývající z neshod zjištěných při montáži
• certifikáty o kompletnosti montáže (certifikát o montáži) a předání uživateli, provozovateli
• dokumentace k dokladování kompletnosti a bezpečnosti konstrukce nutná pro kontrolu, provoz, údržbu a její uchování minimálně po dobu pěti let, pokud není projektem požadovaná delší doba.

Kontrolní a zkušební postupy dané výrobkovou normou
Kategorizace povinných zkoušek a kontrol předepsaných a požadovaných normou a ostatních vyplývajících ze systému řízení kvality zhotovitele konstrukce, které jsou takto nezbytné k provedení procesu výroby zahrnují: 

• rozsah kontrol a zkoušek konstrukce (dílce)
• kritéria přípustnosti vad a neshod dodané kvality konstrukce (dílce)
• činnosti nutné pro odstranění neshod, k provádění oprav konstrukce i ústupků u dodané kvality výrobku
• procesy vedoucí k uvolnění do provozu nebo odmítnutí uvedení do provozu konstrukce

Je zpracování vždy projekt zvláštních požadavků pro kontrolu a zkoušení zahrnující požadavky, které mohou potvrdit detailní kontroly i zkoušky nebo kontrolní body plánu kontrol a zkoušek, kde je jmenovaná třetí nezávislá strana (inspekční orgán) oprávněna provést kontrolu i účast u zkoušek konstrukce. Tímto se pak potvrdí správné výsledky kontrol i zkoušek pro bezpečný provoz konstrukce (dílce) výrobku. Inspekční orgán pak v inspekční zprávě a inspekčním certifikátu schválí (potvrdí) správný rozsah kontrol jako třetí nezávislá strana dle požadavku EN ISO/IEC 17 020 i výrobkové normy, ev. kontraktu, projektu.

Konstrukcí se rozumí výrobek pro pozemní a inženýrské stavby, je to kompletní konstrukce, která zahrnuje konstrukční i nekonstrukční dílce.

Ocelová konstrukce je část stavby, výrobku pro stavby, ocelový dílec stavby.

Výroba zahrnuje všechny činnosti potřebné pro výrobu a dodání dílce, konstrukce. Zahrnuje např. marketing, přípravu a sestavení, svařování, mechanické spojování, přípravu, povrchovou úpravu, kontrolu a zkoušení, včetně příslušné dokumentace.

Provádění dílců a konstrukcí – zahrnuje všechny činnosti potřebné pro fyzickou kompletaci konstrukce, např. marketing, výroba, svařování, mechanické spojování, přeprava, montáž, povrchová ochrana, kontrola zkoušení a k tomu příslušná dokumentace.

Bezpečnost montážních prací
Tato se garantuje technickými předpisy montáže, které uvádějí pracovní instrukce a tyto musí být v souladu s technickými požadavky, které se týkají bezpečnosti montážních prací.

Montážní dokumentace
Montážní výkresy nebo rovnocenné instrukce se musí vyhotovit a doplnit do technologického předpisu montáže.

Montážní výkresy se musí zhotovit v takovém měřítku, aby v půdorysech a řezech mohla být zobrazena montážní označení všech dílců.

Montážní výkresy musí mít zakreslenou souřadnicovou síť, umístění ložisek a vzájemné spojení dílců a požadavky na tolerance.

V základových plánech se musí zakreslit umístění a orientace ocelové konstrukce a všech dalších dílců, které jsou v přímém kontaktu se základy stavby, jejich úroveň a umístění na základu, zamyšlenou úroveň ložisek a nadmořskou výšku. Základy musí obsahovat patku sloupu a ostatní konstrukční podpěry. Svislé řezy musí zobrazit požadované úrovně podlah a nebo konstrukce.

Výkresy musí obsahovat nezbytné detaily a uspořádání konstrukce nebo jiných dočasných konstrukcí potřebných pro montáž (včetně rozpisek a kusovníků částí), aby se zajistila stabilita konstrukce nebo bezpečnost montážních pracovníků.

Výkresy musí obsahovat nezbytné detaily pro připojení oceli nebo šroubů k základům, způsob a nastavení podložek i zaklínování, stejně jako připojení ocelové konstrukce a ložisek k podpěrám (včetně rozpisek a kusovníků částí).

Značení dílců
Dílce, které se mají jednotlivě spojit nebo smontovat na staveništi, se musí označit pozicí a montážní značkou.

Manipulace a skladování na staveništi
Se základními výrobky se musí manipulovat a musí se skladovat podle podmínek a v souladu s doporučením jejich výrobce.

Základní výrobek se nesmí použít po uplynutí životnosti stanovené jeho výrobcem. Výrobky, které mohou mít významné poškození dlouhodobým skladováním nebo nevhodnou manipulací, se musí před použitím zkontrolovat, zda jsou stále v souladu s příslušnou normou výrobku.

S ocelovými konstrukčními dílci se musí manipulovat a transportovat bezpečným způsobem a musí se balit tak, že nevzniknou trvalé deformace a minimalizuje se poškození povrchu.

Montáž
Montáž konstrukce se musí provádět v souladu s technologickým předpisem montáže tak, aby se zajistila v každé době stabilita konstrukce.

Dočasná konstrukce – všechna dočasná ztužidla a dočasná podepření se musí ponechat na místě, dokud pokročilost montáže neumožní jejich bezpečné odstranění.

Kontrola smontované konstrukce
Stav smontované konstrukce se musí zkontrolovat, aby se zjistilo, že dílce nejsou deformovány nebo předepnuty a dočasné přípoje byly dle předpisu odstraněny nebo jsou v souladu se stanovenými požadavky.

Svařování
Kontrola před a během svařování – se musí zahrnout do plánu kontrol a zkoušek v souladu s požadavky ČSN EN ISO 3834-2,3,4.

Metody NDT kontroly a zkoušení se musí zvolit dle ČSN EN ISO 17 635. Všeobecně se používá pro tupé svary – VT, PT, MT, RT, UT a pro koutové svary – VT, PT, MT.

Kvalifikace pracovníka pro provádění NDT je dána EN 473 (EN ISO 9712) úroveň 2.

Kontrola po svařování – následné kontroly a zkoušky NDT se nesmí provést dříve, než po předepsané minimální časové prodlevě po svařování (v závislosti na rozměru svaru, vneseném tepelném příkonu a na úroveň meze kluzu základního ocelového materiálu (bývá to do vychladnutí materiálu, tj. do 8, 16, 24, 40, 48 hodin po svařování – viz tab. 23 v EN 1090-2).

Rozsah kontrol svarů

• 100% vizuální kontrola (VT) u všech svarů
• pro svary konstrukce EXC1 je předpis pouze VT
• pro svary konstrukcí EXC2, EXC3 a EXC4 je předpis VT, PT, MT (povrchu) i vnitřních vad metodami RT, UT, (min. 5% a max. 100%) dle třídy konstrukce, v závislosti na úrovni kvazistatického zatížení konstrukce v místě svaru, tj. U = Ed/Rd [Ed… skutečné zatížení svaru, Rd… dovolené zatížení svaru (únosnost) a druhu svaru (příčný, podélný, částečně provařený tupý spoj, příčný koutový spoj, plně provařené podélné svary, podélné svary a svary výztuh, velikost tlouštěk základních materiálů a velikost koutových svarů). Úrovně jsou dle tříd EXC2, EXC3, EXC4, tj. 5%, 10%, 20%, 50% a 100%). Platí pro dílenské i montážní svary
• kontrolovaná délka svaru je 900 mm z každé výrobní dávky v souladu s ČSN EN ISO 17 637.

Výrobní zkoušky svařování 
Pro EXC3 a EXC4 se musí provést následující výrobní zkoušky:

• každá kvalifikace postupu svařování WPS, WPQR oceli pevnostní třídy vyšší, než S460 se musí kontrolovat výrobní zkouškou svařování.

Zkouška zahrnuje – VT, PT nebo MT, UZ nebo RTG (pro tupé svary), zkoušku tvrdosti a hodnocení makrostruktury (pro koutové i tupé svary). Zkoušky a výsledky musí být v souladu s odpovídající normou pro kvalifikaci postupu svařování WPS, WPQR.

• jestliže se použije hluboký závar při svařování koutových svarů, hloubka závaru se musí kontrolovat zkouškou makrostruktury, výsledky se musí dokumentovat
• pro plechy ortotropních desek mostů:

1. plně mechanizovaný postup svařování přípojů výztuhy k mostové desce se musí kontrolovat výrobní zkouškou pro každých 120 m délky mostu minimálně jednou výrobní zkouškou pro most a makroskopickou kontrolou (provedené ze začátku nebo konce svaru a ze střední části)
2. spoje výztuha k výztuze s podložkami se musí kontrolovat výrobní zkouškou.

Mechanické spojovací součásti
Korozní odolnost spojovacích součástí (čepů, šroubů, matic, podložek) musí být srovnatelná se stanovenou korozní odolností pro spojované dílce. Povrchová úprava musí být v souladu s požadavky výrobkové normy.

Třídy pevnosti šroubů a matic i povrchová úprava, se musí stanovit dle požadavků výrobkové normy.

Dodání a identifikace spojovacích součástí musí být v souladu s požadavky výrobkové normy. Spojovací součásti musí být dodány v obalu a se štítkem.

Spřahovací trny a smykové zarážky
Tyto trny pro obloukové svařování, včetně těchto zarážek pro spřažené ocelobetonové konstrukce musí být dle požadavku výrobkové normy.

Mostní závěry
Musí se stanovit požadavky na druh a charakteristiky mostního závěru dle výrobkové normy.

Vysokopevnostní lana, tyče a koncovky
Tyto musí být dle požadavků výrobkové normy, včetně povrchové úpravy.

Stavební ložiska
Tato musí být v souladu s požadavky výrobkové normy.

Příprava a sestavení dílců
Požadavky na dělení, tváření, provádění děr, svařování a sestavení výrobků musí být v souladu s výrobkovou normou.

Identifikace dílců
Ve všech etapách výroby i montáže musí být vhodným systémem identifikovatelný každý kus nebo svazek stejných kusů ocelových dílců.

Pro konstrukce tříd EXC3 a EXC4 se vyrobené dílce musí identifikovat podle dokumentů kontroly kvality materiálů.

Identifikaci lze dosáhnout svazkováním, štítkováním, ev. trvanlivých značek popisem (tiskem).

Dělení
Dělení se musí provádět takovým způsobem, aby se splnily požadavky na geometrické požadavky, maximální tvrdost a kvalitu hran. Způsoby dělení jsou: řezání pilou, stříhání kotoučovou pilou, řezání vodním paprskem a tepelné dělení. Některé jsou nevhodné pro dílce namáhané únavou. Jakost řezaných povrchů dle EN ISO 9013 je kategorizována dle úchylky kolmosti a úchylky úhlu i střední výšky profilu drsnosti R_z5.

Tvrdost povrchů volných hran
Musí být dosaženo požadované drsnosti povrchů volných hran i za použití předehřevu. Pro různé pevnostní třídy oceli jsou povolené odpovídající hodnoty tvrdosti (pro S235 až S460 – 380HV, pro S260 až 700 – 450HV) – použití je dle požadavku EN ISO 15 614-1 pro pevnostní třídy oceli, které jsou uvedeny v ISO/TR 20 172.

Tváření
Ocel lze ohýbat, lisovat, kovat do požadovaného tvaru postupy buď za tepla a/nebo za studena za předpokladu, že vlastnosti materiálu nejsou sníženy pod hodnoty stanovené pro zpracovaný materiál. Rovněž rovnání plamenem nesmí snížit hodnoty vlastností stanovené pro materiál. Tvářené dílce, které vykazují trhliny, lamelární praskliny nebo poškození povrchové ochrany se považují za neshodné výrobky.

Tváření za tepla
Provádí se za použití postupů, které jsou v souladu s požadavky na tváření za tepla dle příslušných norem výrobků a doporučení výrobce ocelí.

Rovnání plamenem
Jestliže se zkroucení, nepřímost opravuje rovnáním plamenem, musí se provést místním zahříváním a zajistit kontrola maximální teploty oceli a postup ochlazování.

Pro EXC a EXC4 se musí navrhnout vhodné postupy rovnání. Postup musí obsahovat maximální teplotu oceli a dovolený postup ochlazování, způsob zahřívání, způsob měření teploty, výsledky mechanických zkoušek po schválení provedených, identifikace a kvalifikace pracovníků oprávněných provádět tento postup.

Tváření za studena
Provádí se buď válcováním, lisováním nebo přehýbáním a musí být v souladu pro tvarovatelnost za studena danou v příslušné výrobkové normě. Tváření za studena vede ke snížení tažnosti a zpevnění okolních zón materiálu. Navíc se musí věnovat pozornost vodíkové křehkosti, přidružené k následujícím procesům jako je použití kyseliny při provádění povrchové úpravy nebo zároveň zinkování ponorem.

Zhotovení děr
Jedná se o normální a zvětšené hrnkové díry i o krátké i dlouhé oválné díry. Díry se provádí pro šrouby, nýty, kolíky, čepy.

Díry pro spojovací součásti nebo čepy lze vytvořit různými postupy (vrtáním, děrováním, laserovým, plazmovým, ev. kyslíkovým řezáním za předpokladu, že jsou splněny požadavky na místní tvrdost a kvalitě řezaných hran.

Pro třídy provedení dílců EXC1 a EXC2 lze díry zhotovit děrováním bez vystružování, pokud není uvedeno jinak.

Pro třídy provedení EXC3 a EXC4 není dovoleno děrování bez vystružení, když je tloušťka plechu větší než 3 mm.

Vhodnost procesu se musí periodicky kontrolovat.

Díry pro lícované šrouby a lícované čepy lze buď vrtat na plný průřez a/nebo vystružit na montáži na staveništi. Díry se předtím vyrobí děrováním nebo vrtáním.

Výřezy
Vnitřní kouty se musí zaoblit s minimálním poloměrem:

• 5 mm pro EXC2 a EXC3 třídy provedení
• 10 mm pro EXC4 třídu provedení

Svařování
Tento proces provádět z důvodu dodržování požadované kvality dle instrukcí: 

• dodržovat systém a požadavky dle ČSN EN ISO 3834-1 až 6, ČSN EN 1011-1 až 8
• svářečský dozor provádět dle ČSN EN ISO 14731
• kvalifikací svářečů a operátorů provádět dle ČSN EN 287-1, ČSN EN ISO 9606-2 až 5, ČSN EN ISO 17660-1 až 2
• svářečskou kontrolu provádět s kvalifikací dle ČSN EN 473 (EN ISO 9712)
• metody kontroly používat v souladu s ČSN EN ISO 17637, ČSN EN ISO 17635
• specifikace svařovacích postupů WPS provádět dle požadavků ČSN EN ISO 15607, ČSN EN ISO 15609-1 až 5
• kvalifikaci svařovacích postupů WPQR provádět dle požadavků ČSN EN ISO 15614 aj. obdobných kvalifikačních norem
• tepelné zpracování materiálů provádět dle požadavků ČSN EN ISO 17663

Tabulkové údaje k výše uvedeným informacím naleznete ZDE.

Autoři

• Ing. Kudělka Vladimír Ph.D.
• Dolák František d.t.