mosty z vysokopevnostnÍho betonu v ... - Časopis beton
TRANSCRIPT
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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