Současné mostní objekty se spřaženými poli z válcovaných I profilů

• Foto

PROFILOVÁ OCEL POUŽÍVANÁ PODLE NORMY EN 1993-1-1
V současné době používané konstrukční oceli pro stavbu mostů jsou kvalitativně lepší než ocel používaná v minulosti. Nejběžněji používaná ocel S355 může být dnes vyráběna jako jemnozrnná nebo nikoliv, může být nelegovaná nebo legovaná speciální (např. oceli S355J2, S355N, a S355ML).

Pravidlo výběru oceli pro konstrukci mostu z hlediska křehkolomových vlastností je následující: bereme v úvahu minimální teplotu z normy EN 1991-1-5 pro danou lokalitu mostua na základě normy EN 1993-1-10 přijímáme příslušnou třídu kvality pro daný druh oceli, ve funkci tloušťky dílu a úrovně únavových vlastností. Pro typické díly je jakostní třída J2 obvykle dostačující, ovšem spolu s nárůstem tloušťky může být nutné použití materiálů s vyšší hodnotou zaručené nárazové práce, tzn. vyšší jakostní třídy. Zde lze uvést, že termomechanické válcování označované jako M v jakostní třídě oceli, zajišťuje rázovou houževnatost odpovídající třídě K2, ovšem termomechanicky válcované oceli jsou s ohledem na svařovatelnost lepší než normalizované či normalizačně válcované [1]. Válcované profily pro stavbu mostů jsou vyráběnyprávě z těchto ocelí, případně z ocelí vyšších jakostních stupňů, jakým je ocel HISTAR vyráběná např. v ArcelorMittal v Lucembursku (obr. 1).

Důležitou vlastností oceli HISTAR je, že její mez kluzu se nemění spolu s tloušťkou stěn pro ocel druhu S355 a je stejná do tloušťky 82 mm u oceli třídy S460. Umožňuje to používání válcovaných profilů v polích s neustále se zvětšujícím rozpětím a příklad takového objektu, který je v současné době realizován v Polsku, je uveden v tomto článku.

Používání v současnosti dostupných termomechanicky válcovaných profilů má v navrhování konstrucí stejný význam jako použití svařovaných konstrukčních prvků s vysokou pevností a houževnatostí a je možné je použít pro železniční a samozřejmě i silniční mostní objekty.

PŘÍKLADY ŘEŠENÍ
Typické řešení polí železničních mostů z obetonovaných nosníků, jak je všeobecně známé, zde není prezentováno. Je zde ovšem představeno řešení spřažených polí, ve kterých jsou použity nejvyšší dostupné I profily na silničním objektu s typickými rozměry doposud používaných svařovaných plechových nosníků. Zmíněna jsou řešení, u kterých byly použity I profily rozřezané na dvě části, tedy T profily.

Pole z válcovaných I profilů
Typická řešení u spřažených mostů obvykle předpokládala použití I profilů, na kterých byla zhotovena „na mokro“ betonová deska bez podepírání profilů. V současné době se stále častěji používá technologie VFT – i přes nevyužití nosnosti horní ocelové pásnice u tohoto řešení, celkové náklady, zohledníme-li dobu realizace, použití takového
řešení opodstatňují. Ve srovnání se svařovanými nosníky z plechu se snižuje počet svarů a tonáž konstrukce. Příkladem může být v současné době probíhající stavba Sucharského trasy v Gdańskua mj. objekty WD-7 nebo WD-8. Zde byly použity nosníky HL1100 s různou tloušťkou přírub a rozpětí středových polí činila 40m. Řešení estakády WD-8 dlouhé cca 390 metrů je zobrazeno na obr. 2, 3 a 4. Stavba objektu je ilustrována na obr. 5, 6, 7 a 8.

U tohoto objektu byly předpokládány jednoduché nosníky, tj. se stejnou konstrukční výškou, bez žeber, s vynecháním plechu v podpěrné oblasti, což umožnilo upevnění nosníku do betonových příčníků.

Používají se profily s maximální výškou 1 100 mm, ale je možné použít proměnlivou výšku nad pilíři rozřezáním profilu v dané délce (obr. 9, 10), což umožňuje stavbu mostů s rozpětím polí do 60 m.

Pole z polovin válcovaných I profilů
Při rozpětí do 30 m (nyní) i velké štíhlosti polí se vyplatí upustit od horního pásu ocelového průřezu a použít technologii VFT-WIB. Příklady v současné době realizovaných objektů pomocí této technologie jsou uvedeny v [2] a vznikají v rámci stavby rychlostní komunikace Olsztynek-Nidzica. Celkový pohled na objekt PE4 [2] je uveden na obrázku 11; fotografie ze stavby jiných objektů budovaných z rozřezaných profilů technologií VFT-WIB na trase silnice S7 jsou dostupné na stránkách http://s7.olsztynek-nidzica.zaprojektuj-zbuduj.pl. 

ZÁVĚR
V tomto referátu byla představena realizace mostního objektu z válcovaných nosníků s profilem I a rozpětím 40 m spolu s popisem důležitých vlastností oceli používané při výrobě moderních profilů. Na trhu dostupné nosníky z nových typů oceli jsou stále častěji ekonomicky výhodnější alternativou vůči svařovaným plechovým nosníkům. Ve spojení s VFT technologií je možné dosáhnout různých konstrukčních forem a ekonomických výhod.

Materiál byl prezentován na konferenci KONSTRUKCE 2013 v Lednici.

LITERATURA:
[1] Rykaluk, K.: Stale konstrukcyjne w PN-EN 1993-1-1. Inżynieria i Budownictwo, 3/2007, 2 (1997) 124–133.
[2] Arabczyk, P., Konarzewski, M., Żurych, R., Klimaszewski, P., Kosecki, W., Lorenc, W., Ochojski, W.: Realizacje obiektów mostowych w ciągu drogi S7 na odcinku
Olsztynek – Nidzica. Inżynieria i Budownictwo, 4/2012, 221–224.

Modern Composite Bridges Using Rolled Sections
Realisation of composite bridge using 40 m long rolled I-sections is presented. Modern steel properties are highlited, what lead to economic solutions in composite bridges. Implementation of VFT method results in diversified structural forms and it leads to economical benefits.

Autoři

• Ing. Vašek Zdeněk Ph.D.
• Ing. Abrahamčík Jan
• Ochojski Wojciech