Oprava mostu u Čechočovic ev.č. 23-032 dodatečným předpětím

Anotace:

Popis metody dodatečného předpínání konstrukcí volnými kabely typu Monostrand. Metoda, která svou statickou účinností výrazně převyšuje ostatní metody dodatečného statického zajišťování a zesilování stavebních konstrukcí.

1. Úvod

Používáním předpětí v inženýrském, průmyslovém a pozemním stavitelství umožnilo navrhnout a postavit mnoho smělých konstrukcí. Postupně se používání předpětí neomezilo pouze na novostavby, ale i na rekonstrukce a opravy objektů. Pomohl tomu zejména vývoj antikorozní ochrany samotných předpínacích prvků, vrtací a řezací techniky a v neposlední řádě znalostí projektantů této metody a možnosti návrhu.

2. Zkušenosti a poznatky

Tato technologie má své opodstatnění u objektů:

  • které nevyhovují dalšímu provozu z hlediska požadované zatížitelnosti
  • které ztratily svou únosnost, bezpečnost, tvarovou stálost, a to přetížením, povětrnostními a provozními vlivy, nebo ztrátou stability
  • betonových, železobetonových, kamenných a cihelných.
  • Princip této metody je všeobecně znám a je založen na principu fungování konstrukcí z předpjatého betonu. Dodatečnými vyvrtanými kabelovými kanálky protahujeme lana a tyto poté napínáme a zakotvíme. Vneseme do konstrukce požadované síly, které výrazným způsobem působí proti silám vyvozených stálým a nahodilým zatížením, případně zajišťují stabilitu konstrukcí.

Zvolení opravy konstrukce touto metodou přináší spoustu výhod:

  • na rozdíl od lepené výztuže na povrchu konstrukce, která se aktivuje až po zatížení a tudíž se nespolupodílí na přenosu sil od stálého zatížení, vnesením předpětí do konstrukce se toto okamžitě spolupodílí na přenosu sil vzniklých od stálého zatížení a výrazně již zlepšuje stav, kdy konstrukce ještě není namáhána od nahodilého zatížení.
  • Trhliny vzniklé statickým nebo dynamickým zatížením v tahových částech železobetonových konstrukcí výrazně urychlují proces koroze železobetonu. Vnesení tlakových sil předpětím dochází k uzavření těchto trhlin nebo nedochází již k jejím otevírání a tím pádem odolnost betonové konstrukce proti korozi je výrazně prodloužena.
  • Většinu prací spojených stouto technologii lze provést bez přerušení provozu na objektu nebo jen s částečným omezením.
  • Zásah do celkového vzhledu konstrukce je minimální. Zpravidla ukončené a provedené práce na zesílení nejdou vidět, kdežto výsledný efekt na zesílení konstrukce je maximální. V porovnání s jinými metodami zesilování konstrukcí někdy několikrát převyšuje výsledné parametry jiných metod.
  • Využíváme přirozených vlastností betonu, kamenného a cihelného zdiva a to, že dobře odolávají tlakovým napětím. Vnesením předpětí do konstrukce vnášíme tlak do oblastí, kde stálé a nahodilé zatížení vyvolává tahová napětí, která nepříznivě a destruktivně působí na výše uvedené materiály již při několika násobně menších hodnotách než v tlaku. Směr a polohu lan usměrňujeme do trajektorii hlavních tahů.
  • Předpínáním stávajících mostů využíváme celou šířku intervalu stupně předpětí, při zesilování trámových mostů dosahujeme zpravidla stupně předpětí l = 0,3 až 0,5.
  • Ekonomické výhody. U objektů, které se zdají po statické stránce neopravitelné, nebo nelze jinými metodami dosáhnout požadované zatížitelnosti a tudíž se přistupuje k demolici a výstavby nového objektu, lze za zlomek ceny nového objektu použít tuto velmi efektivní metodu zvyšování zatížitelnosti.

3. Příklad použití - Oprava mostu u Čechočovic ev.č. 23-032 dodatečným předpětím

3.1. Úvod

Jako příklad je uvedeno typické použití této metody u ŽB desky s přesypávkou. Uvedené fotografie byli pořízeny z této akce.

Projektant stavební části opravy: Ing. František Juráň

Projektant zesílení a zvýšení zatížitelnosti: Ing. Ladislav Klusáček

3.2. Popis konstrukce

Most převádí silnici I/23 přes místní potok blízko obce Čechočovice v okrese Třebíč. Byl postaven v roce 1939. Šířka mostu je 9,65 m. Nosná konstrukce je tvořena ŽB deskou tl. 370 mm s přesypávkou cca 700 mm. Most má 1 pole s délkou přemostění 6,15 m. Most je šikmý 44 o s kolmou světlostí 4,25 m.

Stav před opravou:

Vn =17 t
Vr =30 t
Ve =322 t

Po opravě bude most zesílen na zatěžovací třídu A.

3.3 Návrh rekonstrukce

Způsob navržené rekonstrukce nemění prostorové uspořádání mostního objektu. Účelem rekonstrukce je provést opravu poškozených částí konstrukce a zajistit, aby nedocházelo k její další devastaci atmosférickými vlivy a dále zvýšení zatížitelnosti na třídu A.
Zesílení desky je navrženo předpětím volnými předpínacími kabely na zatěžovací třídu A. K zesílení byly použity třílanové kabely složené z monostrendů, které jsou trasovány v polygonální dráze a jsou napínány z jednoho konce. Betonem desky procházejí kabely náhradními kabelovými kanálky zhotovenými diamantovou vrtací technologií v mezerách mezi původní výztuží. Kabely jsou kotveny v kotevních oblastech sdruženými kotvami pomocí jednolanových kotevních objímek. Prostory pod a nad kotvami jsou zality vysokopevnostním cementovým mikrobetonem. Na spodním líci desky jsou kabely vedeny v drážce v původním betonu a následně ochráněny vysokopevnostní cementovou plastmaltou.

3.4 Statické řešení

Mostní deska je zesílena 10 třílanovými předpínacími kabely sestavenými z předpínacích lan typu MONOSTRAND. Kabely jsou vedeny v polygonální dráze ve tvaru vzpínadla. Na spodním líci jsou umístěny do drážek vytvořených v krytí původní betonářské výztuže. Ve vzdálenosti 1,03 m od líce opěr (šikmo) jsou kabely umístěny do náhradních kabelových kanálků (zhotovených diamantovým vrtáním) a přecházejí v mezerách mezi původní betonářskou výztuží na horní povrch desky. Tam jsou zakotveny částečně do původního betonu desky a částečně do betonu spřažené desky.

Ve stadiu předpínání je v betonu desky tlak -3,3 MPa na spodním povrchu a deska vzdoruje jako průřez namáhaný excentrickým tlakem.

Ve stadiu plného zatížení (max. účinky vyvozuje čtyřnáprava třída A) je v betonu desky na horním povrchu tlak -7 MPa a v původní výztuži na spodním povrchu tah + 118 MPa.

Tyto hodnoty nepřekračují dovolená namáhání betonu a oceli a mostní deska bude zesílena na zatěžovací třídu A.

4. Závěr

Doufáme, že tímto příspěvkem jsme Vám přiblížili metodu zesilování konstrukcí volnými kabely a získali Vaší důvěru a náklonnost v tuto technologii. Tato technologie byla použita s úspěchem na desítkách objektů mostního i pozemního stavitelství.