Sportovní stadion v Manchesteru

Ihned po skončení her v srpnu tohoto roku se na stadion vrátí projekční týmy, aby pokračovaly ve výstavbě. Po odstranění atletických tratí a provizorní severní tribuny bude odtěžena zemina do hloubky dalších 6 m až na konečnou výškovou úroveň nejnižší etáže sedadel a potom se začne dokončovat zbývající severní část oválu a zastřešení. Pak už bude stadion připraven sloužit jako domov fotbalového klubu Manchester City Football Club.

Geometrie a konstrukce střechy
Konstrukce stadionu využívá smíšený konstrukční systém. Monolitický a prefabrikovaný beton je určen pro ovál stadionu a konstrukční ocel ve spojení s lanovím tvořeným stožáry a ocelovými lany k vytvoření střešní konstrukce. V tomto článku chceme popsat ocelovou střešní konstrukci a její lanové zavěšení Plášť střechy je částí horizontálního válce o poloměru 280 m s osou kolmou na hlavní osu hrací plochy. Vnější hrana kopíruje vnější hranu oválu tribuny pro sedící diváky, která má téměř kruhový půdorys. Vnitřní okraj kopíruje přední řadu sedadel, která jsou uspořádána do geometrie televizní obrazovky, aby se více přiblížila k postranním čarám. Výsledným řešením je střecha, která je vysoká na východní a západní straně, kde sedává nejvíce diváků, a nízká na severním a jižním konci, aby na plochu stadionu dopadalo od jihu co nejvíce slunce.
Střešní konstrukce využívá dvou různých konstrukčních systémů. První z nich zajišťuje primární konstrukční zavěšení celé střechy v podobě sítě lan. Druhým je tradičnější řešení pomocí krokví ukotvených v zadní části betonového oválu stadionu a směrem k přednímu okraji střechy zavěšených na lanech.

Konstrukce střechy a střešního pláště
Střešní konstrukci tvoří primární „radiální krokve“ které v rozponech přibližně 7 m nesou vaznice, vzdálené 4 m od sebe. Všech 76 krokví má podobu skříňových profilů 300 x 900 mm s výztužnými žebry z plechu tloušťky 6 mm a přírubami o tloušťkách mezi 10 a 55 mm. Krokve jsou až 50 m dlouhé a vzadu jsou osazeny na oválu stadionu do betonových sloupů. V těchto místech jsou všechny krokve provedeny se zaintegrovanými vzpěrami ve tvaru písmena „V“, které zajišťují dostatečnou světlou výšku mezi zadními řadami sedadel a střešní konstrukcí a zároveň přenos horizontálních sil od krokví do betonové konstrukce. Směrem do středu stadionu jsou krokve vyloženy až 14 m za zavěšení na předních kotevních lanech.
Vetší část střechy je pokryta hliníkovou krytinou, nesenou shora pozinkovanými ocelovými profily, spočívajícími na vnitřním plášti z perforovaného hliníkového trapézového plechu s hloubkou profilu 150 mm, položeném mezi vaznicemi. Vnitřní plášť je položen na spodní přírubě pozinkovaných vaznicových profilů 254UB a zajišťuje vizuálně čistý podhled. Tato skladba střechy rovněž vytváří skrytou zónu, ve které je položena zvuková izolace vnitřního vyztužení střešní konstrukce.
Prvních 10 m střechy na všech čtyřech stranách je provedeno z transparentní polykarbonátové krytiny, aby na hrací plochu stadionu dopadalo sluneční světlo a podpořilo růst trávníku a také aby byl zajištěn přístup denního světla na tribuny. V těchto zónách byly použity pozinkované vaznice 160 x 80 RHS.

Detaily a montáž
Pro hlavní detaily jako zhlaví a paty stožárů, patky „V“ podpěr, styčníky protiprůhybového prstence a patky zadních lanových kotev byly použity prefabrikované spojovací prvky jednotného architektonického výrazu. Byly vyvinuty na základě konzultací s vítězem veřejné soutěže, vypsané na návrh zastřešení, jejíž konstrukci také realizoval. V místech, kde jsou vidět axiálně zatěžované prvky, byly všude použity nýtované spoje s výjimkou patek stožárů, kde je použita sada ocelových desek a otočné uložení. Tento detail umožnil docílení větší flexibility pro rotaci v libovolné rovině během montáže, přičemž ale byla zachována schopnost přenášet axiální tlaky až do 13.000 kN ve finálním stavu.
Původní návrh montáže využíval skutečnosti, že konstrukce stožárů a lanových kotev nejsou při montáži a předpínání závislé na ocelové konstrukci střechy a tyto operace lze provést před zvednutím a osazením ztužených párů krokví a vaznic. Kvůli omezením, vyplývajícím z harmonogramu výstavby, však bylo rozhodnuto uspíšit montáž ocelové konstrukce střechy tak, aby mohla být dokončena souběžně se vztyčováním stožárů a montáží a předpínáním soustavy lanových kotev. To si vyžádalo postavení prozatímních ocelových podpěr pod náběžnou hranu krokví. V upraveném montážním plánu byla na úrovni střechy vytvořena plošina, na kterou bylo možno rozložit lana před jejich finální montáží a předpínáním. Jakmile byla dokončena montáž stožárů a smontována soustava lanových kotev, bylo počátečního předpětí lanové soustavy docíleno stažením zadních kotevních lan dolů a jejich upevněním k patkám. Konečné předpětí pak bylo realizováno dotažením čtyř rohových kleštin nahoře v rozích rámů.. Po ukončení předpínací fáze byly jednotlivé krokve nadzvednuty ze svých podpěr a upevněny k lanům a potom byly prozatímní podpěry odstraněny. Dokončení finální fáze výstavby je naplánováno na léto 2003.

Investor Manchester City Council
Architekt Arup Associates
Statika Arup Associates and Arup
Dodavatel ocelové části stavby Watson Steel Ltd.

Text: Mike King & Martin Simpson, Arup Associates
Foto: Denis Gilbert

Autor

• (red)