Přestropení metra – prefabrikovaná varianta

Fotogalerie ke článku (7)

výroba nosníku

výroba nosníku

výroba nosníku

montáž

montáž

montáž

montáž

Celá fotogalerie (7)

Miloslav Smutek

Jedním z největších, ne-li úplně největším technickým oříškem stavby bylo přemostění stanice a částečně i traťových tunelů trasy B pražského metra. Budova ČSOB stojí přímo nad vlastní stanicí Radlická a částečně nad oběma traťovými tunely ve směru Zličín. Základním zadáním z konstrukčního hlediska bylo nenarušit provoz metra, zamezit přenosu vibrací z provozu metra do konstrukce banky a ochránit objekt metra před zřícením budovy.

Předchozí projekční stupeň předpokládal monolitickou trámovou a dodatečně předpínanou betonovou konstrukci. Ve stadiu prováděcí dokumentace se na firmu RECOC, s. r. o., obrátil zástupce zhotovitele — SKANKA CZ, a. s. — se žádostí o vypracování studie variantního řešení: překlenutí stanice prefabrikovanými nosníky. Hlavním důvodem k tomuto kroku byly velmi napjaté termíny výstavby a požadavek metra minimálně přitěžovat vlastní stropní konstrukci stanice. Další výhodou tohoto řešení bylo přesunutí výroby nosníků mimo velmi stísněné staveniště. Samozřejmě i tato varianta měla své limity, tím nepřekročitelným byla tíha jednoho prvku maximálně 65 tun. Podobnou studii pro zhotovitele nezávisle zpracovala kancelář PONTEX. Tíha jimi navrženého prvku tento limit těsně splnila. Velmi striktní minimalizací rozměrů prvku při zachování nejen normou předepsaných hodnot únosností, ale i konstrukčních a technologických zásad se podařilo snížit hmotnost nejdelšího prvku na 62,5 tuny.
Náš návrh tvarového řešení vyplýval z požadované ohybové únosnosti uprostřed nosníku a smykové únosnosti u obou podpor. Současně s parametry únosnosti byly respektovány profily a trasování předpínací a měkké výztuže, geometrie kotev a podkotevních oblastí, krycí vrstvy betonu atd., a v neposlední řadě konstrukční uspořádání nad ložisky. V čelech nosníku byly připraveny prvky pro zmonolitnění s obvodovým příčníkem, shora pro uložení filigránových desek a spřažení s monolitickou dobetonávkou.
Obě zhlaví a krajní části byly identické pro všechny prvky tak, aby bylo možno opakovat formu bez jakýchkoliv modifikací, střední rovná část konstantního průřezu měla délku proměnnou, podle celkového požadovaného rozměru trámu.

Ze statického hlediska byl každý trám koncipován jako prostý nosník. Na železobetonových stěnách lemujících stanici metra jsou uloženy prostřednictvím mostních hrncových ložisek. Na jednom konci napevno, na druhém jednosměrně posuvně. Ložiska je nutno v periodických intervalech kontrolovat, případně vyměnit. Tyto požadavky byly v návrhu respektovány.

Tvar nosníků a výztuž
Výška každého z třiceti šesti nosníků je 1900 mm bez nadbetonávky. V příčném řezu mají průřez tvaru obráceného písmene T. Šířka spodní příruby je také konstantní — 980 mm. Tvar nosníku, zejména příčné řezy, byly determinovány dimenzemi přepínací výztuže. Každý nosník je předepnutý pěti kabely o 19-22 lanech profilu 15,7 mm, pevnosti St 1650/1750 MPa. Kabelové kanálky jsou z vrapované ocelové hadice profilu 120 mm. Ve střední části jsou vedeny ve spodní přírubě tři kabely a zbývající dva nad sebou ve stojině. V čelech nosníků je umístěno vždy pět kruhových kotev, které mají desky 320x320 mm, tedy více než dvakrát tolik co kanálek v poli. Proto je nosník v této části výrazně robustnější. Ve vertikálním směru mají osy kabelů parabolický průběh, nejníže jsou ve středu nosníku, nejvýše v oblasti kotev. Přestože je každý nosník jinak zatížený (osový systém budovy není paralelní s osou stanice a tunelů), bylo zvoleno jednotné trasování i vyztužení tvrdou výztuží. Rozdíly byly řešeny výztuží betonářskou — měkkou. Tu tvořily zejména vodorovné vložky u spodního líce. Stykování bylo prováděno přesahem, vždy jedna ze stykovaných vložek byla „krepovaná“ do požadované polohy, místa styků byla střídána. Tato spodní nosná výztuž doplňovala přepínací kabely na požadovanou únosnost. Horní podélná výztuž sloužila zejména v montážních a transportních stádiích, kdy nosník staticky působil jako nosník s převislými konci. Smykovou výztuž tvořily otevřené třmínky tvaru hranatého „U“ s koncovými háky, shora víčkované vložkami tvaru obráceného hranatého „U“. Třmínky byly u povrchu doplněny vodorovnými vložkami tak, že výztuž tvořila ortogonální síť se čtvercovými oky. Smyková výztuž spodní příruby se skládala z vložek tvaru hranatého položeného písmene U s tím, že se z obou stran vložky zasouvaly proti sobě. Celý návrh armatury byl podřízen co nejsnadnější a tím nejrychlejší výrobě armokoše.

Výroba nosníků
Nosníky byly vyráběny v letních měsících na otevřené ploše v závodě SKANSKA v Praze 5, Řeporyjích. Na ocelovém roštu byla připevněna pracovní plošina z trámků a betonářské překližky. Na této plošině byly vázány armokoše z betonářské oceli 10 505. Jejich součástí byly i příčné pruty ve stanovených výškách pro fixaci přepínacích kabelů. Nejprve byly osazeny kabelové kanálky, poté v podkotevní oblasti šroubovice z betonářské výztuže a vlastní kotvy, které byly pomocí šroubů fixovány v čelech nosníků k bednění. Lana byla navlékána později. U prvních nosníků až po betonáži, ale po rychlé víkendové sanaci jednoho z nich byla lana protahována již před betonáží. Trámy jsou velmi hustě vyztuženy, ale díky promyšlenému návrhu nebyly se sestavením armokošů problémy. Celek působil svojí strohou pravidelností velmi sofistikovaně a esteticky. Nejen železáři zde odvedli v letních vedrech obrovský kus poctivého řemesla.
Po smontování výztuže byly upevněny a staženy pomocí spínacích tyčí bočnice z nosníků PERI a betonářské překližky.
Beton dodávala betonárna Prefy, která je součástí areálu. Receptura byla speciálně navržena a doladěna technologií firmy SKANSKA. Jednalo se o beton C 40/50 — XC3. Směs byla koncipována jako „trochu hutnitelný“ samozhutnitelný beton (SCC). I technologové se svého úkolu zhostili výtečně, beton nejenže dosahoval požadovaných pevnostních parametrů, ale i přes složitost bednění a obrovskou hustotu výztuže byl povrch až na malé výjimky bez kazů. Ty byly opravovány sanačními maltami s minimální smrštivostí. Na výslovné přání pracovníků dozorové firmy byly vysprávky výhradně pravoúhlé. Betony byly nadstandardně ošetřovány — jednak panovala letní vedra, jednak v průřezech vznikalo hydratační teplo, způsobené jejich mohutností a „nastartováním“ hydratace díky vyššímu obsahu cementu vyvolanému požadovanou pevností.
Po dosažení 80% požadované krychelné pevnosti (kontrolováno nedestruktivně na nosnících Schmidtovým tvrdoměrem) byla napnuta lana horního kabelu. To bylo nutné, aby s nosníkem bylo možno manipulovat. Po napnutí a odsouhlasení napínacího protokolu statikem byly trámy přemísťovány na skládku jen několik metrů vzdálenou od místa výroby. Přesun prováděl kolový jeřáb o nosnosti 400 tun. Že se nejednalo o drobnost, ukazovaly mj. dimenze manipulačních prostředků. Pro ilustraci, každý ze dvou ocelový dříků, za něž byly nosníky zvedány, vážil 120 kg, celý závěs skoro 1 tunu.

Doprava
V souladu s postupem výstavby byly vyzrálé nosníky převáženy na staveniště, které bylo vzdáleno cca 5 km. Přepravu zajišťovaly návěsy Goldhoffer s řiditelnými zadními nápravami. Nakládání zajišťoval manipulační kolový jeřáb.

Montáž
Vrcholem díla byla montáž nosníků na místo jejich určení. Byl použit jeřáb Liebherr o nosnosti 800 tun. Plocha, ze které se mohlo montovat, neměla pro jeřáb vhodný příjezd, a proto byl jeřáb v transportním stavu přenesen na základovou desku dvěma jinými jeřáby o nosnosti 300 tun. Již osazení jeřábu, jeho kompletace a „zapatkování“ dávaly tušit, že se chystá neobvyklá akce. Skutečně, montáž bezmála 63tunových drobečků délky přes 20 m působila impozantním dojmem. Trámy byly ukládány na připravená mostní ložiska s milimetrovou přesností. Byl to koncert přesně sehraného týmu lidí.

Dopínání
Na každém trámu stojí pět nadzemních podlaží budovy. Aby bylo uloženo optimální množství výztuže, bylo v návrhu počítáno s postupným napínáním kabelů. První byl napnut, jak již bylo řečeno, ještě na pracovní plošině, na níž byl prvek vyroben. Ten zajišťoval dostatečnou únosnost průřezů ve stadiu zvedání z formy, manipulace na skládce, transportu a osazení na místo určení. Zbývající čtveřice již byla určena výhradně pro přenesení tíhy budovy. Druhý a třetí kabel byl tedy napnut po vybetonování prvních dvou podlaží a čtvrtý a pátý po dokončení hrubé stavby. Tyto stavy byly samozřejmě výpočtově modelovány. Na stavbě byly měřeny průhyby všech nosníků hned po osazení, pak před prvním dopínáním i po něm a znovu před druhým dopínáním i po něm. Shoda pohybů trámů dolů, nahoru, dolů a opět nahoru byla ve velmi dobré shodě s vypočtenou prognózou.

Dokončení
Na horní hranu byly uloženy filigránové nosníky vyztužené příhradovou výztuží Montaquick (aby nebylo nutné provizorní podepření) a na ně byla vybetonována spřažená deska. Do připravených závitových pouzder v bocích zhlaví trámů byly našroubovány výztužné vložky se závity, dokompletována výztuž příčníků a jejich betonáž. Také byla odbornou firmou adjustována ložiska.

Závěr
Přestropení stanice metra prefabrikovanými dodatečně předpínanými trámy splnilo očekávání zadavatele. Všichni lidé zúčastnění na tomto projektu odvedli obrovský kus perfektní práce. Počínaje detailně propracovaným statickým a dynamickým návrhem naprosto „nadoraz“, dále perfektně zvládnutými tesařskými a železářskými pracemi, precizně připravenou a vyladěnou recepturou betonové směsi, pokračuje bezchybnou betonáží včetně nadstandardního ošetřování, správně načasovaným a provedeným napínáním, přepravou bez poškození a koncertem pro 800tunový jeřáb, 63tunový nosník a partu sehraných montážníků konče. Pochvalu tomuto týmu vyslovil autor celé budovy slovy: „Obdivuji práci techniků, s jakou noblesou a grácií se zhostili svého úkolu.“ Za svoji 32letou profesní kariéru jsem podobná slova z úst architekta neslyšel.


Miloslav Smutek,
statik, jednatel firmy RECOC, s. r. o.

foto: Recoc