Rozhledna Hraniční vrch, Město Albrechtice – přestavba anténních věží na rozhlednu

• Foto

Telekomunikační věže byly vybudovány již v osmdesátých letech, původně sloužily pro umístění armádních anténních systémů a později patřily společnosti Telefónica O2. Město Albrechtice je odkoupilo v roce 2006 za symbolických 1 000 Kč. První návrh rozhledny byl vypracován Ing. Stanislavem Daňkem v dubnu 2007, projekt pro stavební řízení v únoru 2009.

Stavba byla spolufinancována z Operačního programu příhraniční spolupráce Česka republika – Polsko 2007 – 2013. Partnery na polské straně bylo město Biala a klášter Františkánů v Glogówku.

Projekt sestával ze dvou částí. Jednak to byl návrh nových konstrukcí – schodiště na věži A, plošiny a střechy na obou věžích a spojovací lávka mezi plošinami. Druhá, a jak se později ukázalo, problematičtější část, bylo ověření únosnosti a úprava stávajících konstrukcí na nově vzniklá užitná a klimatická zatížení.

POPIS PŮVODNÍCH KONSTRUKCÍ
Obě původní konstrukce (obr. 1) jsou ocelové příhradové věže čtvercového půdorysu. Jejich osová vzdálenost je 19,9 m a vzájemné pootočení 9 °. Jsou sestaveny z typizovaných částí (sekcí). Všechny nosné prvky (svislé nárožníky, diagonály, příčníky, ztužidla) jsou z trubek. Montážní spoje jsou šroubované. Kotvení konstrukcí je vyřešeno tak, že první nadzemní sekce je přišroubována k podzemní sekci zabetonované v základu. Podzemní sekce přesahuje asi o 400 mm nad hranu základu. Větší věž „A“ je celkové výšky 24,5 m nad terénem, půdorysných rozměrů 3,2 × 3,2 m. Menší věž „B“ je celkové výšky rovněž 24,5 m nad terénem, půdorysně je rozměrů 2,26 × 2,26 m. Pata věže B je výškově cca o 1 m níž než věže A. Na obou věžích byly nainstalovány žebříky s uzamykatelným košem.

POPIS NOVÝCH KONSTRUKCÍ
Všechny nové konstrukce jsou navrženy z běžných válcovaných profilů – IPE, HEA, HEB, U, UPE, T, a trubek. Protikorozní ochrana je pozinkováním ponorem, musely tedy být zcela eliminovány montážní svary. Rovněž zásahy do stávajících konstrukcí bylo nutné omezit na minimum, aby se do nich zbytečně nevnášelo namáhání od svařování a nenarušila se jejich povrchová úprava. Velikosti a hmotnost dílců musely být přizpůsobeny montáži v téměř třicetimetrové výšce.

Plošiny (obr. 9, 10) vytváří pochozí vyhlídkovou plochu na vrcholech věží, zároveň se do nich kotví zábradlí a sloupy nesoucí střechu. Do plošiny na věži A se navíc připojuje výstupní rameno schodiště. Půdorysně je plošina na věži A pouze v prostoru mezi sloupy, plošina na věži B přesahuje obrys věže a je částečně na konzolách. Výškově jsou obě plošiny na stejné úrovni. Staticky fungují jako prostorové rámy s krátkými sloupy uloženými shora do sloupů věží. Sloupy jsou z trubek profilu Ø 168 × 8, podélníky plošin z profilů HEA 220, příčníky IPE 160, obvodový profil u plošiny na věži B je U 160. Obě plošiny mají na stranách přilehlých k lávce příčník profilu HEB 200, který je zespodu přišroubovaný k podélníkům a který tvoří platformu pro uložení lávky. Plošiny jsou pokryty slzičkovým plechem tloušťky 4 mm s výztuhami L 60 × 5. Okopný plech je součástí obvodových nosníků. Zábradlí má sloupky z T 80 a madlo z TR Ø 60,3 × 4. Výplně zábradlí jsou svařované rámy z ploché oceli se svislými prvky vešroubované mezi stěny sloupků.

Střechy nad oběma plošinami jsou jehlanové ve sklonu 30 °. Obě střechy jsou uložené na čtveřici sloupů profilu HEB 140, které jsou vetknuté do plošin. Nahoře jsou sloupy spojeny rámovými příčlemi HEA 140 a doplněny ztužením tvaru obráceného „V“. Samotný tvar jehlanu tvoří hřebenové vaznice profilů IPE 200 (střecha A) a IPE 180 (střecha B). Kolmo na spádnici jsou „vazničky“ profilu U 160 (krajní) a U 140 (ostatní). Pokrytí střech je složeno z OSB desky tloušťky 22 mm a titanzinkového plechu tl. 1 mm.

Lávka (obr. 08) je vodorovná, přímá, konstantní šířky. Její délka v ose je 17 m, rozpětí 16,1 m, průchozí šířka 1,4 m. Uložená je dolními pásy na krajní příčníky plošin. Konstrukčně je příhradová s taženými diagonálami a s příčnými polorámy, které zajišťují stabilitu horního pásu. Podélné pásy jsou z profilů HEA 160, svislice z IPE 120, diagonály z trubek Ø 76,1 × 4. Příčníky spojující dolní pásy jsou z profilů IPE 140. Ztužidla v dolní rovině jsou úhelníky L 70 × 6. Diagonály jsou k pásům přivařené, pouze v polích, kde jsou montážní styky podélníků, se šroubují. Pochozí plochu lávky tvoří slzičkový plech tloušťky 4 mm vyztužený v podélném směru profily L 60 × 5. V příčném řezu jsou to dva plechy tvaru „Z“, kde jeden ohyb tvoří okop a druhý odvodnění lávky uprostřed. Tyto plechy jsou uložené na horní pásnice příčníků a jsou do nich ukotveny šrouby se zápustnou hlavou. Zábradelní výplně jsou svařované rámy z ploché oceli 40 × 5 se svislými prvky 30 × 4 po 120 mm. Výplně jsou přišroubovány mezi svislice vazníků.

Schodiště (obr. 11) má převýšení 24,840 m. Dispozičně je sedmnácti ramenné se sedmnácti podestami. Celkem čtyřikrát se otočí kolem věže. Atypické je dolní rameno nad terénem, horní rameno a podesta u plošiny. Zbývající část schodiště tvoří opakující se typické rameno a typická podesta. Hlavní nosné profily, dvojice schodnic profilu UPE 220, jsou po celé výšce na ramenech i na podestách. Mezi nimi jsou vešroubované typizované pororoštové stupně. Celkový počet stupňů je 132 ks. Podesty jsou pokryty lisovanými pororošty s nosným páskem 40 × 3 mm. Podesty jsou olemovány okopným plechem tloušťky 8 mm výšky 100 mm nad pochozí plochu. Zábradlí schodiště tvoří madlo ve výšce 1 250 mm a sloupky ve vzdálenostech do 1 m, typické sloupky jsou profilu T 60, rohové L 60 × 6. Madlo i výplň jsou obdobné jako na plošinách. Montážní styky madel jsou řešeny způsobem trubka zasunutá do trubky. Spoje zábradlí mezi sloupky a madlem mají šrouby s uzavřenou maticí. Schodiště je ke stávající konstrukci přišroubováno přes svislé styčníkové plechy tloušťky 15 mm, které jsou přivařené k nárožníkům stávající věže.

ZHODNOCENÍ STÁVAJÍCÍHO STAVU
Před zahájením projektování byly stávající konstrukce zdokumentovány. Nejprve byly geodeticky zaměřeny přesné polohy rohů na vrcholu a v patě. Odchylky od svislosti byly zjištěny 30 mm u věže A a 50 mm u věže B, což jsou vzhledem k výšce zanedbatelné hodnoty, které nemají podstatný vliv na napjatost soustavy. Následně byla na staveništi provedena prohlídka. Cílem bylo zjištění celkového stavu konstrukcí a dimenzí jednotlivých prvků. Původní protikorozní ochrana šopováním hliníkem byla celkově v dobrém stavu. Trubky a styčníkové plechy byly téměř bez koroze. Ta byla zjištěna pouze na šroubech, ale úbytek materiálu byl zanedbatelný. Největší korozní poškození bylo zjištěno na prvcích těsně nad základem, které byly dlouhodobě zasypané tlejícím listím (obr. 2). Dále byly změřeny tloušťky stěn u vybraných nosných trubek (obr. 3) ultrazvukovým tloušťkoměrem. V několika případech byly zjištěny tloušťky stěn trubek nižší, než byly uvažovány ve statickém výpočtu z předchozího stupně dokumentace. (například v dokumentaci uvedené tloušťce 6 mm odpovídalo naměřených 4,4 mm). Tyto rozdíly se bohužel týkaly nejvíce namáhaných prvků konstrukce.

Při prohlídce konstrukce se objevil další vážný problém. V nárožníku věže B, ve výšce cca 12 m nad terénem, byla zjištěna trhlina (obr. 4). Porovnáním s podobným případem z minulosti bylo konstatováno, že vznikla s největší pravděpodobností zatečením vody do prostoru uvnitř trubky, jejím nahromaděním nad montážním stykem a následným prasknutím od mrazu. Trhlina byla nejprve ošetřena vyvrtáním otvorů na obou koncích, aby se zabránilo jejímu dalšímu šíření. Dále byl odebrán vzorek materiálu a byl proveden chemický rozbor s cílem zjištění svařitelnosti. Oprava trhliny byla předepsána následujícím způsobem: Zahřátí trubky v místě trhliny a její narovnání do kruhového průřezu, opracování hran a zavaření samotné trhliny tupým svarem. Kvůli předpokládanému zhoršení mechanických vlastností materiálu a koroznímu úbytku v místě trhliny bylo ještě navrženo lokální zesílení prasklé trubky půlkruhovými příložkami vyrobenými z trubky většího průměru. Preventivně byly vyvrtány kontrolní otvory nad všemi styky nárožníků. Z většiny z nich skutečně vytekla voda, tedy obavy se ukázaly jako oprávněné. Otvory byly po vytečení a vysušení zaslepeny. K dalšímu zatékání vody by již nemělo dojít, všechny původní konstrukce byly opatřeny nátěrem, který by měl utěsnit spáry v místech montážních spojů.

STATICKÝ VÝPOČET
V předchozím stupni dokumentace bylo zatížení uvažováno podle dnes již neplatné normy ČSN 73 0035 (1986) Zatížení stavebních konstrukcí. Podle norem platných v současné době (Eurokód 1) došlo k navýšení zatížení, v případě rozhodujícího větru jde o přibližně dvojnásobný nárůst. Bylo ověřeno statické působení konstrukce na prostorovém výpočetním modelu s uvážením skutečných profilů trubek a zatížení podle platných norem. Výsledek byl nevyhovující u řady prvků stávající konstrukce v dolní části, včetně základů. V některých případech byla překročena únosnost až dvakrát. Dále byl vypracován dynamický výpočet. Jeho výsledek byl rovněž nepříznivý, konstrukce nevyhovovala na účinky vandalismu. Při úmyslném rozkmitání konstrukce již malou skupinkou výtržníků by došlo k velkým vodorovným výchylkám vrcholů věží a s tím souvisejícímu výraznému nárůstu vnitřních sil v kritických prvcích. Důsledkem by mohla být nejen nevolnost a panika osob nacházejících se na rozhledně, ale v krajním případě i její kolaps. Bylo tedy zjištěno, že konstrukce, tak jak byla v předchozím stupni dokumentace navržena, nevyhovuje staticky ani dynamicky. Pouhé zesílení některých prvků by samo o sobě nepomohlo. Proto bylo po domluvě s dodavatelem a investorem rozhodnuto o provedení takového opatření, které by vyřešilo zmíněné problémy komplexně. Tím byla změna statického systému.

NAVRŽENÉ ÚPRAVY
Nejefektivnějším se nakonec ukázalo ukotvení věží čtveřicí šikmých systémových táhel Macalloy 460 dimenze M30, délky od 27,64 m do 29,64 m, které byly při montáži předepnuty na předepsané síly (obr. 7). Táhla jsou připojena do železobetonových patek s mikropilotami. Tím se zmenšilo namáhání nevyhovujících prvků i vodorovné deformace ve vrcholech věží několikanásobně.

Zmíněná úprava způsobila komplikace. Kromě samotných táhel a základů pro jejich ukotvení bylo nutné vypracovat nový statický i dynamický výpočet, hydrogeologický průzkum a změnit některé detaily. V dané situaci to ale byla jediná možnost, jak zachovat rozhlednu v původním rozsahu podle zadání a zároveň vyhovět normám a postavit bezpečnou a spolehlivou konstrukci.

ÚČASTNÍCI PROJEKTU
Investorem stavby rozhledny bylo město Město Albrechtice. Dodavatelem byla společnost BÖGL a KRÝSL, k. s. – Ostrava. Projekt ocelové konstrukce byl zpracován v brněnské projekční kanceláři FEVIA s. r. o. Na projektu dále spolupracovali kanceláře Link projekt, s. r. o. (dynamický posudek) a Graflunds s. r. o. (založení).

Hraniční vrch Observation tower, Albrechtice Town – Reconstruction of Antenna Towers into an Observation Tower
On Hraničný vrch (527 m n. m.) close to Albrechtice town on 4th October 2011 an observation tower of non-traditional conception of observation platforms on two towers connected with a footbridge was ceremonially opened (Fig. 12). The building was built at relatively small costs and moreover, it enabled to save construction that is quite rare nowadays. The project  contained two parts. On one hand it was a design of new constructions – staircase on tower A, platforms and roofs on both towers and the connecting footbridge between platforms. The other part, as it was proven later, the more difficult one, was verification of bearing capacity and modification of existing constructions for the newly built utility and climate load condition.

Autor

• Ing. Lukášek Michal