Výstavba skladových kapacit Loukov – práce prováděné SM 7, a. s.

• Foto

Předmětem dodávky SM 7, a. s. bylo předpětí nádrží. Pro předepnutí čtyř nádrží bylo nutno zabudovat více než 800 t předpinací výztuže. Nejzajímavější a také technicky nejnáročnější operací však bylo zvedání střešní konstrukce nádrží do její defi nitivní polohy. Tyto práce zajišťovala rovněž SM 7 a. s. Touto technologií se zabývá druhá část tohoto článku. Vyšším zhotovitelem celé stavby byla společnost Metrostav a. s., realizační dokumentaci betonových konstrukcí zpracovala fi rma Stráský, Hustý a partneři s. r. o. (SHP Brno).

Vlastní konstrukci nádrží tvoří válcová konstrukce z předpjatého betonu spočívající na masivní desce, která je rovněž předepnuta. Zastřešení nádrží je provedeno železobetonovou monolitickou skořepinou s patním dodatečně předepnutým věncem. Skořepina má tvar kulové plochy.

PŘEDPÍNÁNÍ ZÁKLADOVÉ DESKY A STĚN
Základová deska každé nádrže má tvar osmiúhelníka a má proměnnou tloušťku díky vyspádování ke kalníku umístěnému ve středu dna. Deska je předepnuta ve dvou navzájem kolmých směrech z 12 lan Ls Ø 15,7 mm a pevnosti 1 860 MPa. Pro předepnutí každé základové desky bylo použito 68 kabelů.

Stěny nádrží tvoří válcové skořepiny o tloušťce stěny 600 mm a průměru necelých 50 m. Betonáž stěny probíhala kontinuálním způsobem do posuvného bednění. Jednotlivé součásti předpětí musely být proto ukládány rovněž kontinuálně v souběhu s postupem bednění a betonáže. Stěny jsou předepnuty jednak horizontálně kabely z 19 lan Ls Ø 15,7 mm pevnosti 1 860 MPa, na výšku celé nádrže je uloženo 2 × 30 kabelů. Kabely jsou uloženy v plastových trubkách PT-Plus^®, použitých pro minimalizaci ztrát předpětí třením v kabelových kanálcích. Kabely jsou kotveny křížem ve čtyřech svislých výztužných žebrech na vnějším povrchu nádrží tak, že každý horizontální kabel je tvořen ze dvou polovin, z nichž každá tvoří oblouk se středovým úhlem 180°. Kabely v jedné vrstvě se napínaly oboustranně a obě poloviny současně, takže při napínání horizontálních kabelů byly v akci současně čtyři napínací zařízení s kapacitou 5 000 kN.

Svislé předpětí stěn je provedeno vlásenkovými kabely z 12 lan stejné kvality jako u horizontálního předpětí. Vlásenkové kabely jsou uloženy v ocelových vinutých trubkách a v oblasti kotvení v základové desce v ocelové válcované trubce ohnuté do tvaru U s průměrem 2 m. Velký důraz byl kladen na správnou funkci detailu, řešícího průchod kabelového kanálku přes kluznou pracovní spáru mezi základovou deskou a stěnou. Nejnáročnější technologickou operací v této fázi výstavby bylo protažení všech 12 lan touto vlásenkovou kotvou. Lana se strkala po jednom z horní úrovně stěn a potvrdily se očekávané obavy z toho, že prostrčení 50 m dlouhého lana nejprve 20 m svisle dolů, poté přes ocelovou trubku ohnutou v průměru 2 m do opačného směru a opět 20 m svisle vzhůru způsobí již značné komplikace. Napínání svislých kabelů se provádělo z horní hrany stěn oboustranně pomocí dvojice napínacích zařízení zavěšené na specielním přípravku. Injektáž kabelu byla prováděna z nejnižšího místa kabelu speciální cementovou maltou s minimálními objemovými změnami. V místech technologických prostupů stěn bylo použito atypického svislého tyčového předpětí. Na horním okraji stěny bylo vytvořeno 18 železobetonových konzol vyložených dovnitř nádrže. Tyto konzoly sloužily ke zvednutí a připnutí střechy nádrže.

STŘECHA NÁDRŽE A JEJÍ VYZVEDNUTÍ
Střecha nádrže je tvořena kopulí ve tvaru kulového vrchlíku o průměru 48 m, vzepětí 5 m a tloušťce 250 mm. Po obvodu střechy je ztužující prstenec předepnutý stejnými kabely, jako byly použity pro vodorovné předpětí stěn. Kopule je pak vytvořena pouze ze železobetonu. Každá skořepina byla vybetonována na nízké skruži na dně základové desky a následně po předepnutí obvodového věnce byla vyzdvižena do defi nitivní polohy a připnuta ke konzolám stěn.

Po zatvrdnutí betonu se mohlo přistoupit ke zvedání střechy. Úlohou vyzvednout skořepinu o hmotnosti téměř 1 500 t, průměru 48 m a ploše srovnatelné s polovinou fotbalového hřiště do výšky přes 20 m, bylo pověřeno středisko Hydroservisu SM 7, a. s. Po porovnání několika technologických variant, které přicházely v úvahu, bylo rozhodnuto zvednout střechu pomocí celozávitových předpínacích tyčí a dutých hydraulických válců. Potom bylo třeba vyřešit několik zásadních technických problémů, jako způsob průchodu spojek tyčí hydraulickými válci, dostatečnou kapacitu a tlak čerpadel, sledování geometrie konstrukce a jejího pohybu během zvedání a ještě celou řadu dalších. Výsledný postup zvedání byl navržen tak, že na každé z 18 konzol rozmístěných po obvodě nádrže byly umístěny dvě zvedací závitové tyče WR Ø 36 mm, každá o únosnosti cca 1 000 kN. Tyče byly rozděleny z montážních důvodů na tři díly délky asi 6 m a spodní díl, který byl zakotven do věnce skořepiny a zůstal v konstrukci pro defi nitivní připnutí střechy ke stěně. Hydraulický systém zvedání tvořily 3 uzavřené a navzájem propojené hydraulické okruhy každý s jedním čerpadlem a 12 dutými válci o nosnosti 600 kN, osazenými na šesti konzolách. Pracovní tlak v okruhu nepřevýšil 53 MPa.

Vlastní zdvihání probíhalo po jednotlivých krocích velikosti až 150 mm, po kterých bylo nutno vždy dočasně podepřít konstrukci na maticích ve stoličkách. Průměrná rychlost zvedání dosahovala 1m/hod, jednu skořepinu bylo možno zvednout včetně všech doprovodných činností za 4–5 dní. Během zvedání bylo nutné sledovat pohyb střechy a její deformace. K řízení vlastního zvedání sloužily 3 lankové snímače polohy napojené na elektronickou řídící jednotku. Tím bylo zajištěno, že skořepina je zvedána stejnoměrně po celém obvodě. Deformace obvodového věnce byly sledovány v dalších 18 bodech laserovým dálkoměrem a tato měření se podrobně vyhodnocovala vždy po cca 2 m zdvihu. Odchylky od základní roviny dané polohou při betonáži měly několik příčin. Reakce ve všech podporových bodech byly díky systému propojení hydraulických obvodů shodné. Teoreticky přesně vybetonovaná skořepina by měla též vykazovat shodné reakce a nemělo by dojít k žádné deformaci. Díky výrobním tolerancím však nebyla hmota střechy rozdělena zcela rovnoměrně, a proto při podepření reakcemi o stejné velikosti muselo zákonitě dojít k deformaci skořepiny, čímž se vliv výrobních tolerancí vyrovnal. Druhým zásadním faktorem byl vliv teploty. Při částečném oslunění, ke kterému během zvedání v letním období pravidelně docházelo, se skořepina deformovala a to se během měření tvaru projevilo.

Dalším faktorem pak byla nerovnoměrná rychlost zvedání díky dynamice hydraulického systému a vnitřním odporům v něm. To byl však pouze krátkodobý stav, který byl vyrovnán tak, že po určitém zdvihu se systém nechal uklidnit, aby se tlaky v jednotlivých válcích a jejich polohy vyrovnaly, a tak se skořepina dostala do rovnovážného stavu. Naměřené odchylky dosahovaly maximálně několik desítek mm, ve většině případů nepřesahovaly 20 mm. Vzhledem k rozměrům střechy šlo o minimální hodnoty. V žádném případě nebylo dosaženo namáhání, kdy by beton byl vystaven riziku vzniku trhlin.

Po dozdvihnutí konstrukce do definitivní polohy byly vyztuženy a dobetonovány části mezi jednotlivými konzolami tak, že vytvořily celistvý obvodový věnec, ke kterému se následně připnula dalšími 96 tyčemi celá skořepina. Po předepnutí všech svislých tyčí a dokončení betonáží věnce se napnuly poslední obvodové kabely v horní části stěny.

ZÁVĚR
Výstavba předpjatých nádrží takových rozměrů není jednoduchou záležitostí. Pro pracovníky SM 7, a. s. to byla jedna z největších zakázek v historii společnosti. Znamenala zabudovat více než 800 tun předpínací výztuže v náročné koordinaci s ostatními firmami, které se podílely na výstavbě konstrukcí nádrží a to vše v období ne delším než šest měsíců. Vlastní zvedání střešní konstrukce co se týče hmotnosti, rozměrů i výškového rozdílu je unikátní akcí jak v Česku, tak i v evropském měřítku. Technický útvar společnosti SM 7, a. s. za podpory prof. Ing. Vítka DrSc. z Metrostavu vyvinul mnohé nové technologie, které pracovníci společnosti na této akci poprvé použili. Spolupráce s projektantem betonových konstrukcí (SHP Brno) probíhala velmi těsně a úspěšně, což se projevovalo na operativním řešení řady technických problémů vznikajících během realizace a zejména při vyhodnocování nejrůznějších měření, které ovlivňovalo rychlost dalšího průběhu výstavby. Zkušenosti nabyté při provádění tohoto díla budou jistě v budoucnu využity při dalších podobných akcích.

Construction of storage premises Loukov – works done by SM 7, a. s.
One of the most important jobs for the company SM 7, a. s. in 2009 was the Construction of storage premises Loukov. This name includes four circular tanks for oil products in the shape of a cylinder, each having a volume of 35,000 m³. Inner diameter of the tanks is almost 48 m, the wall have height of almost 22 m. The entire tank construction is made of prestressed concrete. Similar tanks are rather unusual in the Czech Republic. The tanks are mostly made of steel or concrete with steel lining. It is also not typical for the construction itself to be proportioned for load by content pressure as well as load by soil pressure from the outside. All these aspects made this construction a unique job.

Autor

• Ing. Šimler Miloš