mosty z vysokopevnostnÍho betonu v ... - Časopis beton

10
34 BETON • technologie • konstrukce • sanace 4/2010 Ivailo Terzijski Článek podává přehled významných mostních konstrukcí z vysokopevnostního betonu, reali- zovaných v uplynulých letech v České repub- lice. Uvedeny jsou technické a technologické souvislosti použití vysokopevnostního betonu. U vybraných konstrukcí jsou uvedeny recep- tury použitého betonu i parametry, kterých se podařilo dosáhnout. V aktuálních případech jsou uvedeny i další, doplňující požadavky na pou- žitý vysokopevnostní beton a způsob, jak byly řešeny. The article gives an overview of important bridge structures utilizing high-strength concrete built in the Czech Republic in previous years. Technical and technological relationships of high-strength concrete application are presented. Concrete mix composition and reached parameters of concrete applied by chosen structures are published. In several cases there are given information on further, complementing demands on applied high- strength concrete and information how the demands have been solved. Vysokopevnostní beton (High Strength Concrete, zkráceně HSC) je jednou z cest, jak zvýšit kvalitu betonu i kon- strukce z něj postavené. Vysokopev- nostní beton je proto oprávněně řazen mezi vysokohodnotné betony (High Per- formance Concrete, zkráceně HPC). Přínosem použití vysokopevnostní- ho betonu obvykle bývá snížení cel- kové spotřeby materiálu, zvýšení odol- nosti konstrukce proti agresivnímu pů- sobení vnějšího prostředí, a tím i pro- dloužení celkové životnosti konstrukce nebo alespoň zvětšení intervalu me- zi sanačními zásahy. Významným do- padem použití vysokopevnostního be- tonu je často i možnost aplikace no- vých konstrukčních řešení. Proto se vysokopevnostní beton používá zejmé- na u těch typů konstrukcí, u nichž jsou nová konstrukční řešení významným prvkem, případně i nutnou podmínkou jejich existence. Ve světovém měřítku je z uvedených důvodů vysokopevnostní beton použí- ván zejména v nosných konstrukcích výškových budov a mostů [1, 2, 3]. V prostředí České republiky byl pře- chod z experimentálního stadia zkou- mání vysokopevnostních betonů do stadia běžného použití ve stavebních konstrukcích pozvolný. Důvodů bylo hned několik: neexistence relevantních norem (ze- jména v oblasti projekce), určitá nedůvěra k vysokopevnostní- mu betonu, jehož některé vlastnos- ti (zejména nižší duktilita) poněkud „znervózňovaly“ projektanty, omezené množství konstrukcí vhod- ných pro efektivní uplatnění HSC. Jelikož výstavba výškových budov v podmínkách ČR není častá, by- lo jen logické, že prvními konstrukce- mi, u nichž se vysokopevnostní be- ton masivněji uplatnil, byly konstruk- ce mostní. Zde vysokopevnostní beton umožnil návrh nejen plně funkčních, ale i vysoce estetických konstrukcí. Významně k tomu přispěla existence projektů Ministerstva průmyslu a ob- chodu FI-IM/185 „Nové úsporné kon- strukce z vysokopevnostního betonu“ a FI-IM5/128 „Progresivní konstrukce z vysokohodnotného betonu“, jakož i teoretické podklady získané v rámci činnosti výzkumného centra integro- vaného navrhování progresivních sta- vebních konstrukcí CIDEAS a v rám- ci dalších projektů. Důležitým faktorem byla nepochybně i ochota projektantů a realizátorů staveb exponovat se v té- to, ne zcela běžné, oblasti konstrukcí. Výsledkem byl vznik nezanedbatelné- ho množství mostních konstrukcí, je- 1 MATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGY MOSTY Z VYSOKOPEVNOSTNÍHO BETONU V ČESKÉ REPUBLICE BRIDGES UTILIZING HIGH STRENGTH CONCRETE IN THE CZECH REPUBLIC

Upload: others

Post on 15-Oct-2021

4 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: MOSTY Z VYSOKOPEVNOSTNÍHO BETONU V ... - Časopis BETON

3 4 B E T O N • t e c h n o l o g i e • k o n s t r u k c e • s a n a c e ❚ 4 / 2 0 1 0

Ivailo Terzijski

Článek podává přehled významných mostních

konstrukcí z vysokopevnostního betonu, reali-

zovaných v uplynulých letech v České repub-

lice. Uvedeny jsou technické a technologické

souvislosti použití vysokopevnostního betonu.

U vybraných konstrukcí jsou uvedeny recep-

tury použitého betonu i parametry, kterých se

podařilo dosáhnout. V aktuálních případech jsou

uvedeny i další, doplňující požadavky na pou-

žitý vysokopevnostní beton a způsob, jak byly

řešeny. ❚ The article gives an overview of

important bridge structures utilizing high-strength

concrete built in the Czech Republic in previous

years. Technical and technological relationships

of high-strength concrete application are

presented. Concrete mix composition and

reached parameters of concrete applied by

chosen structures are published. In several

cases there are given information on further,

complementing demands on applied high-

strength concrete and information how the

demands have been solved.

Vysokopevnostní beton (High Strength

Concrete, zkráceně HSC) je jednou

z cest, jak zvýšit kvalitu betonu i kon-

strukce z něj postavené. Vysokopev-

nostní beton je proto oprávněně řazen

mezi vysokohodnotné betony (High Per-

formance Concrete, zkráceně HPC).

Přínosem použití vysokopevnostní-

ho betonu obvykle bývá snížení cel-

kové spotřeby materiálu, zvýšení odol-

nosti konstrukce proti agresivnímu pů-

sobení vnějšího prostředí, a tím i pro-

dloužení celkové životnosti konstrukce

nebo alespoň zvětšení intervalu me-

zi sanačními zásahy. Významným do-

padem použití vysokopevnostního be-

tonu je často i možnost aplikace no-

vých konstrukčních řešení. Proto se

vysokopevnostní beton používá zejmé-

na u těch typů konstrukcí, u nichž jsou

nová konstrukční řešení významným

prvkem, případně i nutnou podmínkou

jejich existence.

Ve světovém měřítku je z uvedených

důvodů vysokopevnostní beton použí-

ván zejména v nosných konstrukcích

výškových budov a mostů [1, 2, 3].

V prostředí České republiky byl pře-

chod z experimentálního stadia zkou-

mání vysokopevnostních betonů do

stadia běžného použití ve stavebních

konstrukcích pozvolný. Důvodů bylo

hned několik:

neexistence relevantních norem (ze-•

jména v oblasti projekce),

určitá nedůvěra k vysokopevnostní-•

mu betonu, jehož některé vlastnos-

ti (zejména nižší duktilita) poněkud

„znervózňovaly“ projektanty,

omezené množství konstrukcí vhod-•

ných pro efektivní uplatnění HSC.

Jelikož výstavba výškových budov

v podmínkách ČR není častá, by-

lo jen logické, že prvními konstrukce-

mi, u nichž se vysokopevnostní be-

ton masivněji uplatnil, byly konstruk-

ce mostní. Zde vysokopevnostní beton

umožnil návrh nejen plně funkčních,

ale i vysoce estetických konstrukcí.

Významně k tomu přispěla existence

projektů Ministerstva průmyslu a ob-

chodu FI-IM/185 „Nové úsporné kon-

strukce z vysokopevnostního betonu“

a FI-IM5/128 „Progresivní konstrukce

z vysokohodnotného betonu“, jakož

i teoretické podklady získané v rámci

činnosti výzkumného centra integro-

vaného navrhování progresivních sta-

vebních konstrukcí CIDEAS a v rám-

ci dalších projektů. Důležitým faktorem

byla nepochybně i ochota projektantů

a realizátorů staveb exponovat se v té-

to, ne zcela běžné, oblasti konstrukcí.

Výsledkem byl vznik nezanedbatelné-

ho množství mostních konstrukcí, je-

1

M A T E R I Á LY A T E C H N O L O G I E ❚ M A T E R I A L S A N D T E C H N O L O G Y

MOSTY Z VYSOKOPEVNOSTNÍHO

BETONU V ČESKÉ REPUBLICE ❚

BRIDGES UTILIZING HIGH STRENGTH

CONCRETE IN THE CZECH REPUBLIC

Page 2: MOSTY Z VYSOKOPEVNOSTNÍHO BETONU V ... - Časopis BETON

3 54 / 2 0 1 0 ❚ t e c h n o l o g i e • k o n s t r u k c e • s a n a c e • B E T O N

jichž přehled zde přinášíme. Všímat si

budeme především technologických

aspektů užití vysokopevnostního beto-

nu, případně vztahu pevnostních para-

metrů betonu a technicko-ekonomické

optimalizace konstrukce.

PŘESYPANÝ MOST NA DÁLNICI

D1 VYŠKOV–KROMĚŘÍŽ

Přesypaný most se stavebním ozna-

čením D211 byl chronologicky první

mostní konstrukcí z vysokopevnostní-

ho betonu v ČR. Most byl realizován

v letech 2003 až 2005 v rámci výstavby

dálnice D1, stavba 0133 Vyškov–Moři-

ce. Most, nacházející se poblíž Brněn-

ských Ivanovic, přemosťuje potok, pol-

ní cestu a biokoridor (obr. 1).

Inženýrsko-geologické poměry v mís-

tě objektu byly natolik složité (vrch-

ní vrstva podloží je zde tvořena málo

únosnými sedimenty měkké konzisten-

ce), že i při uvažování sanačních opat-

ření pod klasickým násypem vycháze-

Obr. 1 Celkový pohled na přesypaný most

D211 ❚ Fig. 1 Bridge D211 – General view

Obr. 2 Pohled na nosníky mostu D211 ❚

Fig. 2 Girders of the bridge D211

Obr. 3 Schéma konstrukce mostu D211

a lehčeného násypu ❚ Fig. 3 Structural

scheme of the bridge D211 and it’s lightweight

filling

Obr. 4 Závislost ceny betonu na jeho

pevnostní třídě (v cenách roku 2004) ❚

Fig. 4 Relation between strength class and

related cost of the concrete (in prices of 2004

year)

Obr. 5 Vliv třídy betonu na změnu průřezu

nosníku; a) změna z C30/37 na C60/75;

b) změna z C60/75 na C90/105 ❚

Fig. 5 Impact of the concrete class on the

girder’s cross-section; a) change from C30/37

to C60/75 class; b) change from C60/75 to

C90/105 class

Obr. 6 Výsledek kontrolních zkoušek pevnosti

betonu v tlaku při výrobě nosníků mostu D211

❚ Fig. 6 Result of check tests of concrete

strength during D211 girders production

3

2

4

5a 5b 6

Page 3: MOSTY Z VYSOKOPEVNOSTNÍHO BETONU V ... - Časopis BETON

3 6 B E T O N • t e c h n o l o g i e • k o n s t r u k c e • s a n a c e ❚ 4 / 2 0 1 0

M A T E R I Á LY A T E C H N O L O G I E ❚ M A T E R I A L S A N D T E C H N O L O G Y

ly hodnoty sedání v řádu stovek mili-

metrů. Proto byla celá koncepce mos-

tu pojata značně novátorsky. Zatíže-

ní podloží bylo sníženo nejen použitím

méně hmotné konstrukce z vysoko-

pevnostního betonu, ale především vy-

lehčením násypu pomocí bloků z ex-

pandovaného polystyrenu (obr. 3).

Na základě požadavků na maximál-

ní prosvětlení prostoru pod mostem

o jednom poli bylo navrženo rozpě-

tí mostu 35 m se světlou výškou pod

mostem cca 8 m. Jako nejvhodnější

prvek pro nosnou konstrukci se ukáza-

ly dodatečně předpjaté nosníky z vy-

sokopevnostního betonu. Použití vyso-

kopevnostního betonu umožnilo reali-

zovat požadované rozpětí 35 m při sní-

žené výšce nosníků (viz dále). Tím do-

šlo ke zvětšení prostoru pod mostem,

což příznivě ovlivnilo převedení lokální-

ho biokoridoru v tomto prostoru.

Volbě vhodné třídy betonu pro kon-

strukci D211 předcházela technicko-

ekonomická parametrická studie, kte-

rá měla pomoci určit, jaká třída betonu

bude pro konstrukci daného typu (tj. ze-

jména pro nosníky) optimální. Do úvahy

byla brána jak cena betonu v závislos-

ti na jeho pevnostní třídě, tak technický

přínos zvýšení pevnosti betonu.

Z obr. 4 je patrné, že cena betonu

prudce vzrůstá po překročení pevnosti

odpovídající přibližně třídě C70/85. Zde

je totiž obvykle zapotřebí použít po-

měrně drahé mikroplnivo (typicky mik-

rosiliku). Dále se ukázalo (obr. 5a a b),

že zmenšovat průřezy nosníků nelze

jen úměrně pevnosti betonu. Je totiž

nutné dodržet určité minimální rozměry

průřezu, potřebné pro rozmístění před-

pínacích kabelů a jejich zakotvení.

Z obr. 5a je patrný značný rozdíl

v mohutnosti průřezu mezi variantou

z betonu C30/37 a C60/75. Obr. 5b

naopak ukazuje, že další zmenšení

průřezu v důsledku zvýšení pevnosti

betonu nelze u dané konstrukce již pl-

ně využít. Při použití betonu C90/105

za podmínky dosažení stejné hladiny

předpětí lze prakticky už jen snížit výš-

ku nosníku o 0,1 m, tj. na 1,4 m, což již

nepřináší adekvátní výhody.

Na základě uvedených skutečností

byl pro nosníky standardně použit be-

ton třídy C60/75. Beton třídy C90/105

byl v konstrukci nakonec přesto pou-

žit – a sice experimentálně, v jednom

nosníku standardního průřezu, tj. prů-

řezu navrženého pro beton C60/75.

Na vývoji vysokopevnostního betonu

se vedle pracovníků VUT v Brně podí-

lel Ing. Jiří Šafrata, zástupce dodavate-

le použité stavební chemie, firmy Woe-

rmann. Složení betonu a jeho vlast-

nosti jsou uvedeny v tab. 1. a 2. Vedle

betonu C60/75, aplikovaného stan-

dardně v nosnících, byl pro monolitické

spojení jednotlivých nosníků (mostov-

ku) použit i beton C55/67. Jeho slože-

ní bylo odvozeno od betonu C60/75,

s použitím stejného cementu i stejných

frakcí kameniva se stejnou výsled-

nou křivkou zrnitosti. Rozdíly spočíva-

ly především ve snížení dávky cemen-

tu a v přídavku vláken Anti-Crak HD

pro omezení smršťovacích trhlin. Rov-

něž typ použitého superplastifikátoru

Woermann byl modifikován tak, aby by-

la zajištěna delší doba zpracovatelnos-

ti čerstvého betonu, nutná při průměr-

ném čase přepravy betonu 60 min.

Výroba nosníků i betonu pro monolitic-

kou část konstrukce probíhala v provo-

zovně Tovačov firmy Skanska Prefa, a. s.

Tab. 1 Receptura betonu C60/75 ❚ Tab. 1 Concrete C60/75 concrete mix composition

Složka Dávka v 1 m3

CEM I 52,5 R Hranice [kg] 460

Voda [kg] 158

FM 794 [kg] 5 až 6

Glenium 110 [kg] 0 až 2

VZ 33 [kg] 2

DTK 0/4 mm Tovačov [kg] 710

HTK 4/8 mm Tovačov [kg] 230

HDK 8/16 mm Bilčice [kg] 950

Objemová hmotnost teoretická [kg/m3] 2 520

Tab. 2 Parametry všech použitých betonů dosažené při průkazních zkouškách ❚

Tab. 2 Parameters of all used concrete grades reached by initial tests

Parametr C55/67 C60/75 C90/105

Konzistence [mm] 190 – sednutí 650 – rozlití 640 – rozlití

Pevnost v tlaku po 24 hod [MPa] – 44,9 –

Pevnost v tlaku po 7 dnech [MPa] 84,3 79,6 101,3

Pevnost v tlaku po 28 dnech [MPa] 93 101 120,7

Pevnost v tahu ohybem po 24 hod [MPa] – 5,8 –

Pevnost v tahu ohybem po 28 dnech [MPa] 10,1 8,7 –

Hloubka průsaku [mm] 12 8,3 –

Odolnost proti ChRL – odpad po 150 cyklech [g/m2] 224,5 245 –

Statický modul pružnosti po 28 dnech [MPa] 43 300 46 850 45 500

Tab. 3 Složení variant betonu C55/67 pro lávku v Českých Budějovicích ❚ Tab. 3 Concrete

C55/67 for footbridge in České Budějovice – concrete mix composition

Složka / parametrReceptura „V“

s HTK Vrábče

Receptura „K“

s HDK Kobylí Hora

CEM I 42,5 R Radotín [kg/m3] 430 435

Voda veškerá [kg/m3] 153 157

Addiment FM 350 [kg/m3] 5 4,8

Viscocrete 1045 [kg/m3] 1,6 1,6

Addiment VZ 1 [kg/m3] 1,1 0,9

Sika Control 40 [kg/m3] – (7,6)

Vlákna ANTI-CRAK HD [kg/m3] 0,6 0,6

DTK 0/4 mm Vrábče [kg/m3] 805 805

HTK 4/8 mm Vrábče [kg/m3] 295 265

HTK 8/16 mm Vrábče [kg/m3] 745 –

HDK 8/16 mm Kobylí Hora [kg/m3] – 785

Tab. 4 Průměrné hodnoty vlastností variant betonu C55/67 pro lávku v Českých Budějovicích

❚ Tab. 4 Concrete C55/67 for footbridge in České Budějovice – average values of parameters

Parametr LimitReceptura „V“

s HTK Vrábče

Receptura „K“

s HDK Kobylí Hora

Objemová hmotnost čerstvého betonu [kg/m3] – 2 447 2 457

Sednutí kužele [mm] – 190 200

Pevnost v tlaku po 28 dnech [MPa] 74,5 78,8 86,6

Objemová hmotnost ztvrdlého betonu [kg/m3] – 2 448 2 456

Pevnost hranolová po 28 dnech [MPa] – 65,6 77,8

Modul pružnosti po 28 dnech [GPa] – 44,4 46,6

Odolnost proti ChRL – odpad po 150 cyklech [g/m2] 800 140,6 89,4

Hloubka průsaku [mm] 20 2, 3 a 5 6, 5 a 3

Page 4: MOSTY Z VYSOKOPEVNOSTNÍHO BETONU V ... - Časopis BETON

3 74 / 2 0 1 0 ❚ t e c h n o l o g i e • k o n s t r u k c e • s a n a c e • B E T O N

Receptura betonu C60/75 nosníků je

uvedena v tab. 1, základní fyzikál ně-

mechanické vlastnosti všech použitých

variant betonu jsou uvedeny v tab. 2.

Podrobnější údaje lze nalézt v [4].

S odstupem času lze nyní konstato-

vat, že toto první rozsáhlejší užití vyso-

kopevnostního betonu v mostní kon-

strukci v ČR bylo úspěšné. Kontrol-

ní zkoušky pevnosti betonu při výrobě

nosníků ukázaly (obr. 6), že požadované

pevnosti bylo spolehlivě dosaženo. Ur-

čitým negativem je jen poměrně znač-

ný rozptyl dosahovaných hodnot pev-

nosti, ten se však při dalších aplikacích

HSC (viz dále) podařilo snížit na přija-

telnou míru. Dlouhodobé sledování té-

to pilotní mostní konstrukce prokáza-

lo, že se chová v souladu s výchozí-

mi předpoklady (viz článek M. Zicha

str. 82–86, pozn. red.). To je velmi

cenné zjištění pro obecnou použitelnost

vysokopevnostního betonu.

Prefabrikované nosníky vyvinuté pro

popsaný most byly využity u dalších

dvou mostů realizovaných na stavbách

dálnic D1 a D47.

LÁVKA PŘES VLTAVU V ČESKÝCH

BUDĚJOVICÍCH

Lávka pro pěší přes Vltavu v Českých

Budějovicích je převážně ocelová kon-

strukce realizovaná firmou JHP, s. r. o.

Projektant věnoval velkou pozornost

nejen základní ocelové konstrukci, ale

i návrhu spřažené monolitické mostov-

ky. Ta byla navržena z vysokopevnost-

ního betonu třídy C55/67. Aplikace vy-

sokopevnostního betonu zde umožni-

la dosáhnout dostatečné torzní tuhosti

konstrukce při zachování štíhlé estetic-

ké siluety. Návrh složení vysokopev-

nostního betonu byl proveden na FAST

VUT v Brně.

Mimo pevnost odpovídající dané kon-

strukční třídě požadoval projektant dosa-

žení statického modulu pružnosti beto-

nu po 28 dnech zrání minimálně 40 GPa

a výrazné omezení vzniku trhlin v kon-

strukci. Po dohodě zaintereso vaných

stran bylo rozhodnuto využít v maximál-

ní míře místních surovin, tj. zejména

Obr. 7 a 8 Celkový pohled na lávku

v Českých Budějovicích ❚

Fig. 7 and 8 Footbridge in České Budějovice

– general view

Obr. 9 Porovnání smršťování betonů s a bez

protismršťovací přísady

❚ Fig. 9 Comparison of shrinkage of

concretes with and without anti-shrinkage

additive

7

8

9

Page 5: MOSTY Z VYSOKOPEVNOSTNÍHO BETONU V ... - Časopis BETON

3 8 B E T O N • t e c h n o l o g i e • k o n s t r u k c e • s a n a c e ❚ 4 / 2 0 1 0

S T A V E B N Í K O N S T R U K C E ❚ S T R U C T U R E S

míst ního kameniva. Vzhledem ke geo-

logickým podmínkám na místě stav-

by a jejím okolí se zde pro výrobu běž-

ných konstrukčních betonů používá tě-

žené kamenivo (zejména z lokality Vrá-

bče), a to jemných i hrubých frakcí. Be-

tony s drceným kamenivem se používají

jen výjimečně.

Jelikož pro vysokopevnostní betony

se obecně doporučuje používat hru-

bé drcené kamenivo, byly v rámci pří-

pravných prací provedeny návrh a po-

rovnání dvou variant betonu, tj. varian-

ty s hrubým těženým, respektive s hru-

bým drceným kamenivem. Porovná-

ní receptur betonu a jejich vlastností je

zřejmé z tab. 3. a 4.

Finálně bylo rozhodnuto použít varian-

tu s hrubým drceným kamenivem „Ko-

bylí Hora“, a to zejména pro vyšší re-

zervu v tlakové pevnosti (tab. 4). Ome-

zení smršťování a vzniku trhlin bylo do-

cíleno kombinací protismršťovací pří-

sady Sika Control 40 a skleněných vlá-

ken Anti-Crak HD. Pozitivní vliv přísady

Sika Control 40 na míru smršťování

betonu byl na VUT v Brně dlouhodo-

bě experimentálně prokázán (obr. 9).

Vlákna Anti-Crak HD sloužila zejmé-

na k omezení vzniku trhlin v důsledku

plastického smršťování betonu.

Lávka, otevřená 22. června 2006, zís-

kala ocenění „Mostní dílo roku 2006“

a „Stavba roku 2007“.

Obr. 10 Celkový pohled na most přes řeku

Moravu v Olomouci ❚ Fig. 10 Bridge over

the Morava River in Olomouc – general view

Obr. 11 Hlavní oblouk mostu přes řeku

Moravu v Olomouci ❚ Fig. 11 Bridge over

the Morava River in Olomouc – main arch

Obr. 12 Nárůst smykové (vrypové) pevnosti

betonu C60/75 pro most v Olomouci

v čase ❚ Fig. 12 Increase of the concrete

C60/75 scratch strength in time for bridge in

Olomouc

Obr. 13 Výsledek kontrolních zkoušek

pevnosti betonu v tlaku betonu C60/75 pro

most v Olomouci ❚ Fig. 13 Result of check

tests of concrete strength of the concrete

C60/75 for bridge in Olomouc

Obr. 14 Celkový pohled na most přes řeku

Odru a Antošovické jezero

❚ Fig. 14 Bridge over the Odra River and

Antošovice Lake – general view

10

11

12 13

Page 6: MOSTY Z VYSOKOPEVNOSTNÍHO BETONU V ... - Časopis BETON

3 94 / 2 0 1 0 ❚ t e c h n o l o g i e • k o n s t r u k c e • s a n a c e • B E T O N

M A T E R I Á LY A T E C H N O L O G I E ❚ M A T E R I A L S A N D T E C H N O L O G Y

MOST „U PLYNÁRNY“

V OLOMOUCI

Most přes řeku Moravu a její obtok

v Olomouci byl postaven v letech

2006 až 2007. Jde o železobetonový

most z vysokopevnostního betonu tří-

dy C60/75. Generálním dodavatelem

stavby byla firma Skanska DS, a. s.

Železobetonovou mostní konstrukci

tvoří dva velmi štíhlé trámy (obr. 10 a 11).

Toto řešení vyplynulo z obecného poža-

davku dostatečného průtočného pro-

filu a současně poněkud protichůd-

ného požadavku investora na to, aby

most svou výškou nijak nenarušoval ráz

okolního terénu. Použití vysokopevnost-

ního betonu bylo při navrženém řeše-

ní naprostou nutností. Vedle požadavku

na pevnost odpovídající uvažované pev-

nostní třídě C60/75, formuloval projek-

tant a dodavatel stavby další doplňu-

jící požadavky na vlastnosti čerstvého

a ztvrdlého betonu. Požadovány byly:

odolnost odpovídající SVP XF4,•

omezené smršťování betonu,•

dlouhodobá (minimálně 10 h) plastič-•

nost betonu umožňující betonáž be-

ze spár i po krátkodobém přeruše-

ní betonáže.

Receptura betonu byla navržena

na FAST VUT v Brně. Zatímco ome-

zení smršťování bylo řešeno podob-

ně jako v případě lávky v Českých Bu-

dějovicích, tj. pomocí protismršťovací

přísady, dlouhodobá plastičnost byla

dosažena pečlivě vyladěnou kombi-

nací více polykarboxylátových super-

plastifikátorů a polymerních zpoma-

lovačů tvrdnutí betonu. Jelikož nám

podmínky souvisejícího kontraktu ne-

umožňují zveřejnit detailní složení be-

tonu, uvádíme v tab. 5 alespoň někte-

ré zjištěné technologické a konstrukč-

ní parametry betonu. Obr. 12 za-

chycuje průběh tuhnutí betonu v ča-

se sledovaný pomocí změn pevnosti

ve smyku zjištěné vrypem do pojivo-

vé malty.

Na obr. 13 jsou výsledky kontrolních

zkoušek betonu z průběhu výstavby,

poskytnuté jeho dodavatelem firmou

Skanska Transbeton, s. r. o. Z nich

a z odpovídajícího statistického hod-

nocení vyplývá, že při reálné produk-

ci betonu bylo dosaženo pevnostních

parametrů minimálně o třídu lepších, tj.

odpovídajících pevnostní třídě C70/85.

Průměrná pevnost po 28 dnech

zrání byla 95,4 MPa, minimální pevnost

86 MPa a maximální 108 MPa. U do-

plňkových zkoušek po 90 dnech zrá-

ní bylo dosaženo pevnosti v tlaku

v rozmezí 112 až 115 MPa. Směrodatná

odchylka pevnosti v tlaku po 28 dnech

o výši 4,96 MPa již byla podstatně

příznivější, než tomu bylo u mostu

D211. To svědčí o dobrém zvládnutí vý-

roby HSC betonu dodavatelem. Most

„U plynárny“ získal ocenění „Mostní dí-

lo roku 2008“.

Tab. 5 Parametry betonu C60/75 použitého v mostě „U plynárny“ v Olomouci ❚

Tab. 5 Concrete C60/75 of the bridge in Olomouc – reached parameters

Parametr Požadavek Dosaženo

Sednutí kužele [mm] S4 až S5 200 až 220

Doba čerpatelnosti [h] min 1 1,5

Doba plasticity [h] min 10 10 až 20

Pevnost v tlaku po 28 dnech bez AC [MPa] C60/75 103

Pevnost v tlaku po 28 dnech s AC [MPa] C60/75 95

Modul pružnosti po 28 dnech [GPa] 40,5 >43

Poznámka: zkratka AC značí protismršťovací přísadu

14

Page 7: MOSTY Z VYSOKOPEVNOSTNÍHO BETONU V ... - Časopis BETON

4 0 B E T O N • t e c h n o l o g i e • k o n s t r u k c e • s a n a c e ❚ 4 / 2 0 1 0

M A T E R I Á LY A T E C H N O L O G I E ❚ M A T E R I A L S A N D T E C H N O L O G Y

Obr. 15 a 16 Centrální pylon mostu přes řeku Odru a Antošovické

jezero ❚ Fig. 15 and 16 Bridge over the Odra River and Antošovice

Lake – central pylon

Obr. 17 Řez patou pylonu ❚ Fig. 17 Section of the

pylon’s foot

Obr. 18 Schematické znázornění čerpání betonu do vnitřního prostoru

pylonu ❚ Fig. 18 Scheme of the process of concrete pumping into

pylon’s inner space

Obr. 19 Změny konzistence „vnitřního betonu“ v závislosti na čase

❚ Fig. 19 Workability change in time of the “internal concrete”

Vnitřní beton

C60/75:

čerpatelný

po dobu 3 hodin

Vnější beton

C60/75:

omezené

smršťování

SVP XF4

15

18

17 16

19

Page 8: MOSTY Z VYSOKOPEVNOSTNÍHO BETONU V ... - Časopis BETON

4 14 / 2 0 1 0 ❚ t e c h n o l o g i e • k o n s t r u k c e • s a n a c e • B E T O N

M A T E R I Á LY A T E C H N O L O G I E ❚ M A T E R I A L S A N D T E C H N O L O G Y

MOST PŘES ŘEKU ODRU

A ANTOŠOVICKÉ JEZERO

Jde o téměř 600 m dlouhý most posta-

vený firmou Skanska DS, a. s., jako ge-

nerálním dodavatelem. V této zajíma-

vé a náročné konstrukci se vysokopev-

nostní a další speciální betony navrže-

né na FAST VUT v Brně uplatnily ve více

konstrukčních prvcích. Nejatraktivněj-

ším z nich je bezesporu centrální pylon

sloužící jako podpora pro závěsná lana

největšího pole mostu (obr. 15 a 16).

Ve vlastním pylonu byly aplikovány dva

betony s poněkud rozdílnou specifika-

cí, a sice beton pro vnitřní a beton pro

vnější část průřezu (vzhledem k ocelové-

mu jádru). Oba betony byly pevnostní tří-

dy C60/75, vzhledem k umístění v pylo-

nu však na ně byly kladeny některé další

různé dodatečné požadavky (obr. 17).

Pro vnitřní beton byl s ohledem

na způsob betonáže čerpáním dutinou

jádra zdola nahoru (obr. 18) specifiko-

ván požadavek čerpatelnosti po dobu

min. 3 h. Naopak vnější beton měl mít

omezené smršťování a odolnost vůči

vnějšímu prostředí charakterizované-

mu stupněm vlivu prostředí XF4. Pro

oba betony požadoval projektant mo-

dul pružnosti minimálně 40,5 GPa.

V dříve uvedených případech mostů

z vysokopevnostního betonu byly po-

žadované vlastnosti čerstvého betonu,

jako jsou konzistence, stabilita či kine-

tika tuhnutí, dosaženy pečlivě vyladě-

nou kombinací více polykarboxyláto-

vých superplastifikátorů různých vlast-

ností, často i různého výrobce. Díky po-

kroku v oblasti přísad do betonu, moh-

la být v případě pylonu ve složení obou

variant betonu použita za stejným úče-

lem jen jedna polyfunkční polykarboxy-

látová přísada Stachement ST2180.

Jak je zřejmé z tab. 6 a obr. 19, poža-

dovaných parametrů čerstvého i ztvrd-

lého betonu se v obou případech po-

dařilo dosáhnout. Rovněž pylon byl

úspěšně vybetonován v souladu s po-

žadavky dodavatele.

Most přes Odru a Antošovické jeze-

ro, otevřený v roce 2007, získal oce-

nění „Mostní dílo roku 2007“ a „Stav-

ba roku 2008“.

Podobně, jako v případě mostu D211,

probíhá již od stadia výstavby průběžné

sledování chování pylonu i celé mostní

konstrukce. S jeho výsledky bude od-

borná veřejnost seznámena v některém

z příštích čísel tohoto periodika.

LÁVKA PRO PĚŠÍ PŘES ŘEKU

SVRATKU

Samokotvená lávka pro pěší přes ře-

ku Svratku v Brně spojuje nové ad-

ministrativní centrum (Spielberg Office

Centre) s historickým jádrem města Br-

na. Mostovka lávky z předpjatého pá-

su délky 43,5 m je tvořena prefabriko-

vanými segmenty délky 1,5 m z vyso-

kopevnostního betonu C70/85. Plochý

nosný oblouk o rozpětí 42,9 m a vze-

pětí 2,65 m je sestaven ze dvou seg-

mentů vyrobených rovněž z vysoko-

pevnostního betonu C70/85. Oblouk

je tvořen dvěma „větvemi“, které ma-

jí proměnnou vzájemnou vzdálenost

a u opěr se spojují (obr. 20 až 22).

Segmenty mostovky i oblouku byly

vyrobeny v provozovně Tovačov firmy

Skanska Prefa, a. s. Beton použitý pro

mostovku i oblouky v zásadě odpoví-

dal betonu C60/75 použitému dříve pro

nosníky mostu D211 (viz výše). Optima-

Tab. 6 Dosažené parametry betonů C60/75 pro pylon ❚ Tab. 6 Concretes C60/75 for the

pylon – reached parameters

Parametr Limit Vnitřní beton Vnější beton

Sednutí kužele [mm] – 210 až 220 210 až 220

Pevnost v tlaku po 1 dni [MPa] – 43 –

Pevnost v tlaku po 3 dnech [MPa] – 72 70

Pevnost v tlaku po 7 dnech [MPa] – 86 76

Pevnost v tlaku po 28 dnech [MPa] – 98 89

Modul pružnosti po 28 dnech [GPa] 40,5 > 43 > 43

Odolnost proti ChRL – odpad po 150 cyklech [g/m2] 800 150 79,5

Hloubka průsaku [mm] 20 4 3

Speciální vlastnost čerpatelnost > 3 h redukce smrštění

20

Page 9: MOSTY Z VYSOKOPEVNOSTNÍHO BETONU V ... - Časopis BETON

4 2 B E T O N • t e c h n o l o g i e • k o n s t r u k c e • s a n a c e ❚ 4 / 2 0 1 0

M A T E R I Á LY A T E C H N O L O G I E ❚ M A T E R I A L S A N D T E C H N O L O G Y

lizací výrobního postupu se podařilo

snížit rozptyl kvality betonu, takže be-

ton mohl být zařazen o jednu pevnost-

ní třídu výše. Montáž lávky provádě-

la firma Skanska DS, a. s. Zajímavostí

je, že se na stavbě lávky přímo podíleli

odborníci z Fakulty stavební VUT v Br-

ně, když vedle stavebního dozoru pro-

vedli i zmonolitnění oblouku lávky do-

betonávkou vysokopevnostním beto-

nem ve spojení obou prefabrikovaných

částí nosného oblouku (obr. 23 a 24).

Lávka, dokončená v září roku 2007,

získala řadu ocenění: „Mostní dílo ro-

ku 2007“, „2008 Footbridge Award“

(Porto 2008), „Vynikající betonová kon-

strukce“ (ČBS 2009) a „Oustanding

Concrete Structure“ (fib, Wahington,

D.C. 2010).

LÁVKA NA RYCHLOSTNÍ

KOMUNIKACI R35 U OLOMOUCE

Samokotvená lávka o celkové délce

83 m převádí provoz pěších a cyklistů

přes rychlostní komunikaci R35 na ob-

chvatu Olomouce (obr. 25 a 26). Mostov-

ka z předpjatého pásu o dvou polích

je tvořena prefabrikovanými segmenty

délky 3 m z vysokopevnostního betonu

C70/85. Segmenty jsou tvořeny tenkou

deskou tloušťky 100 až 290 mm vyztuže-

nou jednou vrstvou Kari sítě. Prefabriko-

vané segmenty byly vyrobeny ve výrob-

ně Eurovia CS, a. s., závod Řevnice. Mo-

nolitický oblouk o rozpětí 64 m a vzepětí

6,44 m podpírá pás mostovky uprostřed

rozpětí a je vyroben z betonu C60/75.

V zásadě jde o stejný vysokopevnostní

beton, jaký byl použit pro celou konstruk-

ci mostu „U plynárny“ v Olomouci. Modi-

fikována byla pouze rychlost jeho tuhnutí

a tvrdnutí, protože v tomto případě nebyla

požadována plastičnost betonu po dobu

10 h. Výrobcem a dodavatelem betonu

oblouku byla opět firma Skanska Trans-

beton, s. r. o. Dodavatelem celé stavby

byla firma Bögl a Krýsl, k. s. Lávka byla

dokončena v roce 2007.

Literatura:

[1] Nawy G. A.: Fundamentals of High-

Performance Concrete. John Wiley

& Sons Inc. 2nd. ed. 2001, New York,

USA

[2] Aitcin P.-C.: Vysokohodnotný beton,

IC-ČKAIT, Praha, 2005

[3] Bickley J. A., Mitchell D.: A State-

of-Art Review of High Performance

Concrete Structures built in Canada

1990-2000, Cement Association of

Canada, Toronto, 2001

[4] Terzijski I., Čeliš P., Konečný L.:

Aplikace vysokopevnostního betonu

v mostní konstrukci D211. Beton TKS

5/2004, s. 36-42

[5] Zich M.: Dlouhodobé sledování

mostu z vysokopevnostního betonu,

sborník konference „Zkoušení a jakost

ve stavebnictví 2009“, Brno, 2009,

s. 177–186

[6] Daněk P., Schmid P.: Sledování

reologických a lomových parametrů

vysokopevnostních betonů, interní

technická zpráva, FAST VUT v Brně,

2006

[7] Strasky J.: Bridges Utilizing High-

strength concrete, 30th Conference

of Slovenian Structural engineers,

Bled 2008

Obr. 20, 21 and 22 Lávka pro pěší přes

řeku Svratku ❚ Fig. 20, 21 and 22 The

pedestrian bridge over the Svratka River –

general view

Obr. 23 Vyztužení vrcholu oblouku lávky přes

řeku Svratku ❚ Fig. 23 Reinforcement of

the arch top of the pedestrian bridge over the

Svratka River

Obr. 24 Dobetonávka vrcholu oblouku lávky

přes řeku Svratku ❚ Fig. 24 Concrete fill of

the arch top of the pedestrian bridge over the

Svratka River

Obr. 25 a 26 Lávka na obchvatu

Olomouce ❚ Fig. 25 and 26 Pedestrian

bridge on the bypass highway by Olomouc

21

22

23 24

Page 10: MOSTY Z VYSOKOPEVNOSTNÍHO BETONU V ... - Časopis BETON

4 34 / 2 0 1 0 ❚ t e c h n o l o g i e • k o n s t r u k c e • s a n a c e • B E T O N

M A T E R I Á LY A T E C H N O L O G I E ❚ M A T E R I A L S A N D T E C H N O L O G Y

ZÁVĚR

V moderních mostních konstrukcích se

v posledních letech s úspěchem uplat-

ňují vysokopevnostní betony. K poža-

davkům na vysokou pevnost se čas-

to přidružují další speciální požadavky,

vyplývající nejčastěji z požadavků tech-

nologie výstavby nebo z místa aplikace

v konstrukci. Tyto nároky se ve všech

uvedených případech podařilo splnit,

a to zejména díky úzké spolupráci pro-

jekce s navrhovatelem i dodavatelem

betonu a v neposlední řadě i díky pečli-

vému návrhu složení betonu s využitím

nejmodernějších přísad.

Projekty všech popsaných mostů byly

vypracovány projekční firmou Stráský, Hustý

a partneři, Brno [7].

Autor článku děkuje Prof. Ing. Jiřímu Stráskému,

DSc., za cenné připomínky a za to, že mu

umožnil podílet se na přípravě i realizaci

prezentovaných významných a esteticky zdařilých

konstrukcí.

Teoretické podklady pro prezentované výsledky

byly získány za finančního přispění MŠMT ČR,

v rámci výzkumného záměru MSM 0021630519

„Progresivní spolehlivé a trvanlivé nosné stavební

konstrukce“ a za finančního přispění MPO ČR,

v rámci projektu FI-IM/185 „Nové úsporné

konstrukce z vysokopevnostního betonu“.

Doc. Ing. Ivailo Terzijski, CSc.

Ústav betonových

a zděných konstrukcí

Fakulta stavební Vysokého učení

technického v Brně

e-mail: [email protected]

tel.: 541 147 850

25

26