Komenského most v Jaroměři

Původní Komenského most z roku 1886 spojoval historické centrum města s tehdy nově organizovaným městským prostorem zvaným Na Ostrově. Byl spojnicí dvou urbanisticky a architektonicky velmi odlišných městských částí, tvořenou příhradovou ocelovou konstrukcí o dvou rozdílných polích s rozdílnou konstrukční výškou. Přestože se jednalo o most šikmý, byla jeho konstrukce provedena jako přímá, pouze krajní konstrukční pole vykazovala atypická provedení pro šikmé uložení na nábřežních opěrách a na právě tak šikmé podpěře mezilehlé. V důsledku různých výšek nábřežních opěr byl most veden v mírném spádu. Přestože se jednalo o jednoduchou, pragmatickou konstrukci s poměrně nízkými architektonickými ambicemi, stal se původní Komenského most až do doby svého zániku v červnu 2013 nejen frekventovanou městskou komunikací, ale svou subtilní konstrukcí přirozeně vrostl do městského panoramatu. Obnovení této historicky rostlé situace v limitujících podmínkách daných investičními náklady bylo výzvou, vyžadující nejen technickou vynalézavost, ale i určitou architektonickou zdrženlivost a vůli vyvarovat se jak přehnaným modernistickým gestům, tak i retrospektivně-nostalgickým reminiscencím.

Vedle poměrně nízkých investičních nákladů to byl především požadavek zachování historických nábřežních opěr, který se stal zásadním kritériem omezujícím volbu nosné konstrukce na statické soustavy působící v podélném směru na opěry jako prostý nosník. Systémy s nosným obloukem, které toto kritérium splňují, autoři s ohledem na městské panorama vyloučili, což omezilo volbu nosné konstrukce na systémy trámové.
Požadavek na kolektor sítí přivedl autory na myšlenku proměnit tento většinou druhořadý prvek na centrální motiv nosné trámové konstrukce. Použili ho jako centrální tlačný článek, stabilizovaný třemi předpjatými táhly. Dolní táhlo ve tvaru části kruhu probíhá ve svislé rovině a spolu s převýšením centrální trubky přenáší svislé síly, zatímco obě táhla horní, ve tvaru prostorových křivek s půdorysným tvarem kružnic, kromě přenášení svislých účinků zatížení, stabilizují systém v příčném směru a dávají mu torzní tuhost. K přenášení sil z tahového systému do centrálního tlačného článku slouží kromě dvou diagonálně ztužených koncových polí osm příčníků ve tvaru písmene Y, na nichž leží tři podélníky nesoucí pororoštovou mostovku. Důslednou lokalizací tlaku do centra konstrukce a tahových složek na jeho periferii vznikl vzpínadlový trám, který spojuje prostorovou tuhost s nízkou hmotností a tím i s nízkou spotřebou materiálu. Nosnou konstrukci tak tvoří prostorově tuhý trojhran s důsledným dělením na prvky namáhané tlakem a na prvky namáhané tahem (ohyb v centrální trubce a ve svislých příčnících samozřejmě existuje, není však pro zvolený typ konstrukce signifikantní). Svou koncepcí se jedná o systém příbuzný tensegritním konstrukcím, a to tím, že využívá jeden z jejich principů, tj. předpětí tažných prvků silou, která v nich zajišťuje tahové síly ve všech zatěžovacích stavech.

Konstrukce je uložena ve dvou hrncových ložiscích (jedno z nich je horizontálně posuvné) na koncových bodech centrálního tlačného článku. Proti překlopení ji stabilizují rektifikovatelná předpjatá táhla. Tento způsob založení umožňuje zachovat staticky a výrobně výhodnou přímou konstrukci bez ohledu na její uložení v šikmých nábřežních opěrách. Obě nábřežní opěry zůstaly zachovány a byly upraveny pro novou situaci kapsami obsahujícími závěrovou zeď a úložný železobetonový práh.

Centrálním tlačným článkem (a zároveň kolektorem sítí) je trubka Ø 762 x 16 mm, opisující kruhovou úseč s převýšením 1050 mm. Koncová pole sestávají ze svařenců s diagonálním vyztužením trubkami Ø168 x 10 mm, přenášejícími tah ze tří táhel do centrálního tlačného článku. Tlačný systém doplňují nadále tři profily HEA 240, nesoucí pororoštovou mostovku.      
Tahový systém sestává ze tří táhel (1 x Ø 102 mm + 2 x Ø 52 mm), jejichž díly jsou na svých koncích opatřeny protiběžnými závity a pod odpovídajícím úhlem našroubovány do závitových spojek, kotvených do objímek na koncích příčníkových ramen. Tahovy systém končí v závitových maticích, opřených o svařence obou koncových polí. Předpětí bylo do tahového systému vnášeno hydraulicky, a to přes napínákové matice umístěné uprostřed jednotlivých táhlových polí.

Povrch mostovky sestává ze 164 svařených pororoštových dílů o rozměrech 2250 x 750 mm s normovým dělením 33,3 x 11,1 mm.  Nosné pásky mají průřez 45 x 3 mm a rozpěrné pásky 10 x 3 mm. Hrany pásků jsou opatřeny protiskluzovým zazubením.  Zábradlí o celkové výšce 1350 mm sestává ze svislých profilů o průřezu 60 x 5 mm v osovém odstupu 105 mm. Horní okraj je lemován profilem stejného průřezu, dolní okraj, přiléhající na horní přírubu HEA 240, je svařen s bočním lemovacím páskem přiléhajícího pororoštu. Mostovka je určena pěším, cyklistům a vozidlům údržby do hmotnosti 3,5 t.

Všechny díly nosné i nenosné ocelové konstrukce jsou žárově pozinkované ponorem. Nosná konstrukce byla smontována na břehu na provizorních podporách, kde byla také předepnuta. Poté byla usazena autojeřábem na připravená ložiska nábřežních opěr.  
Veřejné osvětlení sestává z 36 reflektorů LED, nasměrovaných zdola na pororoštovou mostovku.

Základní údaje
Nový most slouží k převedení pěšího a cyklistického provozu s povoleným vjezdem vozidla 3,5 t. Délka mostu je 61,5 m a rozpětí (vzdálenost mezi podporami) 59,5 m. Na levém břehu je niveleta o 900 mm výše než na břehu pravém. V příčném řezu je mostovka vodorovná. Volná šířka mezi zábradlím je 4,5 m. Konstrukční výška mostu (vzdálenost mezi osami spodního a horních táhel) uprostřed rozpětí je 4650 mm. Most slouží také k převedení vodovodu, rozvodů veřejného osvětlení a chrániček VN. Koncepčně a architektonicky navazuje most na plánovanou revitalizaci náměstí, včetně obnovy dešťové kanalizace. Výsledné sklony mostovky a povrchu předpolí respektují předpisy pro pohyb osob s omezenou schopností pohybu a orientace.

Koncepční a dispoziční návrh mostu
S ohledem na podmínku zachování historických nábřežních opěr byl na ně most uložen jako prostý nosník. Dostatečná výška nivelety převáděné komunikace nad hladinou stoleté vody umožnila návrh prostorové předpjaté vzpínadlové konstrukce. Páteřní rourová konstrukce s třemi předpjatými táhly, do kterých jsou prostřednictvím třícípých příčníkových prvků přenášena horizontální a vertikální zatížení, má v příčném řezu tvar rovnormamenného trojúhelníka. Síly vzniklé v táhlech od jejich předpětí a od zatížení mostu jsou přeneseny na obou koncích mostu přes koncové svařence do páteřní konstrukce mostu a částečně do tří podélníků HEA 240, na kterých je uložena pororoštová mostovka. Páteřní konstrukce, tr. 762×16 mm má svislé vzepětí části kruhového oblouku 1050 mm. Třícípé příčníky profilu I, resp. U v horní části, s proměnnou šíří pásnic v osové vzdálenosti 600 mm jsou dispozičně usazeny tak, že osy spodních cípů jsou kolmé na kružnici páteřní roury a sbíhají se tak v jednom bodu.

Spodní táhlo, které sestává z tyčí se závitem M105, má tvar oblouku a horní, resp. boční táhla, tyče se závitem M56, mají tvar prostorové křivky. Táhla jsou mezi příčníky přerušena napínákovými maticemi pro vnesení předpětí. Spojky táhel ve zlomu křivky, které jsou kloubově vloženy do objímek na koncích příčníků, mají závity řezané pod úhlem odpovídajícím lomu křivky. Oproti standardnímu detailu táhlových vzpínadel ve zlomu s koncovkami z obou stran přinesla tato inovace výrazné zlevnění a vzhledové uklidnění těchto konstrukcí. Kloubové uložení spojky eliminuje nepřesnosti ve výsledné geometrii konstrukce a umožňuje konstrukci přirozeně reagovat na drobné změny geometrie při zatížení.
Na koncích mostu jsou táhla přes koncové matice kotvena do prostorových svařenců. Spodní táhlo je vedeno trubkovou chráničkou skrz páteřní rouru tak, že kotvení přes koncovou matici je umístěno v její ose. Horní (boční) táhla jsou kotvena v příčnících svařence.  Pororoštová mostovka je rozdělena v příčném řezu na dva díly, na kterých je z boku přivařeno páskové zábradlí. Pásky mostovky vytvářejí otvory 30x10mm a mají na horním povrchu protiskluzovou úpravu. Mez kluzu materiálu nosné konstrukce je 355 MPa, táhel 460 (horních), resp. 520 MPa (spodních) a roštů a podružných konstrukcí 235 MPa. Na pravém břehu je most uložen na pevném a na levém břehu posuvném hrncovém ložisku. Příčná stabilita je zajištěna na obou stranách dvěma svislými rektifikovatelnými předepnutými táhly.
Obě nábřežní opěry zůstaly zachovány.  Kompletně ponechané spodní části byly sanovány. Horní části opěr byly vzhledem k havarijnímu stavu rozebrány, přezděny a vybaveny novými závěrnými zídkami a úložným prahem.  Součástí rekonstrukce opěr byly i šachty vodovodu, odvodnění do nové dešťové kanalizace a rekonstrukce povrchů a sklonů předpolí mostu.

Výroba, montáž a předpínání
Zvolená geometrie mostu umožnila unifikaci dílů. Všechny díly střední tlačené roury s přírubami jsou shodné, stejně tak jako podélníky a podlahové rošty se zábradlím. Výrazně se tak zjednodušila výrobní dokumentace a zpřehlednila se výroba. Všechny díly nosné i nenosné ocelové konstrukce byly rozměrově i řešením detailů zkonstruovány pro povrchovou ochranu žárovým zinkováním bez další povrchové úpravy. Nosná konstrukce byla předmontována před zinkováním v dílně. Na stavbě byla konstrukce smontována na břehu na provizorních podporách, kde byla také předepnuta. Předepnutím táhel bylo dosaženo několika cílů: Kromě nadvýšení konstrukce, kompenzující průhyb od stálého a cca 1/3 nahodilého zatížení, byla horní táhla předepnuta na hodnoty zajišťující jejich tahové namáhání v každé zatěžovací kombinaci. S ohledem na předpětí nebylo tedy nutno most ve výrobě nadvyšovat. Vnesením předpětí bylo také dosaženo příznivé redistribuce vnitřních sil, zejména ohybových momentů v centrální rouře a v příčnících s opačnou orientací k ohybovým momentům od stálého a užitného zatížení. Hlavní část předpětí byla vnesena ještě před aktivací podélníků, které staticky spolupůsobí pouze pro užitné zatížení, takže mohly být navrženy subtilní.

Předpětí bylo měřeno tenzometricky v konfiguraci plného můstku a hydraulickým zařízením. Předpínací postup byl matematicky optimalizován s použitím matic vzájemného spolupůsobení a lineárního programování. Výsledné hodnoty předpětí a deformace se velmi dobře shodovaly s hodnotami projektovanými. Po aktivaci předpětím byla konstrukce usazena autojeřábem na připravená ložiska nábřežních opěr. Nakonec byla namontována mostovka se zábradlím a předepnuta svislá stabilizační táhla. Dvě izolovaná potrubí vodovodu a 4 chráničky VN byly vloženy do páteřní roury už na břehu.  Spolehlivost a použitelnost konstrukce byla prokázána statickou a dynamickou zkouškou. Tlumiče kmitů nebylo nutno instalovat. 

Na závěr
Zvolené konstrukční řešení mostu bylo u nás použito poprvé. V Evropě je dle známých podkladů v příbuzném duchu řešena pouze lávka v italském Ortisei, kde ovšem chybí centrální tlačný prvek a síly od tří předepnutých lan jsou vneseny do nábřežních opěr. Při návrhu mostu v Jaroměři byly vyvinuty originální detaily a montážní a předpínací postupy, které budou jistě inspirací pro další realizace předpjatých vzpínadlových konstrukcí. Projekty pro územní rozhodnutí, stavební povolení a realizaci byly včetně projednání zpracovány za 80 dní. Stavba, včetně zpracování výrobní dokumentace a výroby konstrukce, probíhala převážně v zimním období, 170 dní. Samotná předmontáž mostu na připravené podpory včetně předpínání trvala 14 dní, mostovka byla montována na konstrukci již uložené na ložiskách. Nosná konstrukce byla vyrobena ve vysoké kvalitě a při zinkování byla potvrzena vhodnost zvolených detailů.

Autorská zpráva
Most získal titul Stavba roku 2015 za skvělé a nápadité architektonické a konstrukční řešení.

Investor: Město Jaroměř; Ing. Jiří Mikulka
Autorský tým: Prof. Ing. arch. Mirko Baum, Ing. arch. David Baroš; baum & baroš ARCHITEKTI – Roetgen/Aachen; Ing. Vladimír Janata CSc; EXCON, a.s.
Spolupráce:   Ing. Jindřich Beran, Ing. Miloslav Lukeš, Ing. Jiří Lahodný, PhD; EXCON, a.s. (ocelová konstrukce); Ing. Petr Nehasil; Mott MacDonald CZ, spol. s.r.o. (spodní stavba, komunikace, kanalizace)
Generální dodavatel: Společnost Jaroměř sestávající z firem Chládek a Tintěra, Pardubice a.s. – Pardubice a EUROVIA CS, a.s.
Výroba a montáž nosné ocelové konstrukce: OK-BE, spol. s.r.o.    
Dodávka, montáž a předpínání táhel Macalloy: Tension Systems, spol. s.r.o. 
TDI: Ing. Pavel Friedberger
Dynamická zkouška: ÚTAM AVČR v.v.i.

Publikováno v časopise Stavba č. 3/2015, str. 18-25

Související články:
Baum Baroš Architekti: Komenského most v Jaroměři  5.1.2015