Lávka pro pěší z Parkovacího domu Rychtářka v Plzni

• Foto

POPIS KONSTRUKCE
Lávka pro pěší má za úkol propojit Parkovací dům s komerčními prostory „Rychtářka“ s ulicí Sady 5. května a dále středem města Plzeň. Vzhledem k velkému provozu v ulici Tyršova, která převádí silnice I/20 (E49), I/26 a tím indukovanému požadavku Policie ČR na minimální přerušení provozu, byla pro přemostění této komunikace zvolena ocelová truhlíková konstrukce.

Nosná konstrukce je navržena jako celosvařovaná z oceli S355N, rozpětí polí 15,46 + 18,75 + 14,00 m, délka mostu 50,23 m, šířka v nejužším místě 2,4 m. Půdorysně se nosná konstrukce v třetím poli rozšiřuje až na 7,07 m, aby z hlediska uživatelů i z estetického hlediska bylo dosaženo příznivějšího napojení na ulici Sady 5. května.

Nosná konstrukce je tvořena ocelovým truhlíkovým průřezem výšky 350 mm, příčně i podélně vyztuženým. Tloušťka stěn truhlíku je konstantní, 20 mm. Mostovka tloušťky 15 mm je ortotropní, podpíraná podélnými a příčnými výztuhami. Krajní výztuha tvoří zároveň okopní plech, jenž působí jako vodicí linka pro osoby se sníženou schopností orientace. Zároveň takto vzniklá podélná linka přitahuje osvětlení, a tak zastiňuje podhled konstrukce, čímž opticky ještě zvyšuje její štíhlost. Příčné výztuhy tvaru obráceného písmene T tvoří zároveň sloupky zábradlí, do kterých jsou vloženy panely z úhelníků vyplněné tahokovem s kosočtvercovou výplní.

Na základě doporučení IGP bylo navrženo hlubinné založení mostu na vrtaných pilotách průměru 0,6 m. Opěra 4 je masivní železobetonová, tvořená základovým pásem pod dříkem a částí obou mostních křídel. Podpěra 1 je tvořena železobetonovou konzolou parkovacího domu. Uložení na parkovací dům je opatřeno architektonicky navrženým portálem, který tvoří dominantu západní strany stavby.

Pilíře jsou navrženy jako ocelové, svařované z válcovaných čtvercových trubek HTR 200/200/12,5 spojených plechy. Pilíře jsou kotveny do kalichu železobetonového základu. Rozhodující zatížení pro návrh pilířů byl náraz vozidla podle příslušných ustanovení ČSN EN 1991-1-7. Vzhledem ke křižujícím inženýrským sítím jsou základy pilířů umístěny až 2 m pod terénem. Pro zajištění lepší trvanlivosti konstrukce v korozně vysoce agresivním prostředí jsou pilíře až do hloubky 0,3 m pod terén opatřeny železobetonovou obetonávkou s izolací proti zemní vlhkosti.

Konstrukce je uložena na podpěře 1 a opěře 4 na elastomerových ložiskách, na pilířích na atypických ložiskách ocelových. Madlo zábradlí je tvořené průběžným úhelníkem L100/60. Mostovka je opatřena přímo pochozí izolací s protiskluzovou úpravou. Konce konstrukce jsou opatřeny jednolamelovými mostními závěry s překrytím.

Aby byly zmírněny dopady případného nárazu osobního vozidla na štíhlé pilíře, o které by se automobil doslova rozřízl, bylo rozhodnuto o osazení betonových svodidel typu New Jersey na obrubníky komunikace.

Celková hmotnost ocelové konstrukce Lávky pro pěší Parkovacího domu s komerčními prostory Rychtářka (mostovka, pilíře a zábradlí) je 47 tun.

DYNAMICKÉ CHOVÁNÍ KONSTRUKCE A DYNAMICKÁ ZATĚŽOVACÍ ZKOUŠKA
Protože je konstrukce ocelové lávky velmi subtilní, bylo třeba ověřit její chování při dynamickém zatížení. Kritériem pro nutnost podrobného posouzení odezvy konstrukce na dynamické zatížení ve smyslu ČSN EN 1990/A1 je frekvence vlastních tvarů. Pokud některá vlastní frekvence svislého kmitání leží v rozmezí 1 až 5 Hz a vlastní frekvence vodorovného kmitání v oblasti 0,5 až 2,5 Hz, je nutné provést analýzu zahrnující výpočet vynuceného tlumeného kmitání pro vhodný model dynamického zatížení.

Vlastní frekvence byly určeny pomocí prostorového deskostěnového modelu metodou MKP (program ESA Engineer). V kombinaci kmitajících hmot byla uvažována pouze vlastní tíha ocelové konstrukce, neboť hmotnost stříkané izolace je minimální a nebude ovlivňovat tvar ani frekvenci vlastního kmitání. Výpočtem byly určeny frekvence první deseti vlastních tvarů kmitání, z nichž první tři mají frekvenci nižší než 5 Hz.

Frekvence prvního svislého vlastního tvaru je 3,54 Hz, frekvence druhého svislého vlastního tvaru pak 4,92 Hz, a je tedy třeba určit maximální výchylku a zrychlení a ověřit kritéria pohody chodců. Frekvence prvního vlastního tvaru vodorovného kmitání činí 3,82 Hz a ve smyslu ČSN EN tedy není třeba dalších podrobnějších analýz.

Jedním z kritérií použitelnosti lávky je zrychlení kmitání konstrukce, buzené v čase proměnným deterministickým zatížením. Norma ČSN EN 1990/A1 uvádí, že pro trvalé návrhové situace je třeba uvážit zatížení skupinou 8 až 15 chodců, a také, pokud to přichází v úvahu, zatížení souvislým proudem chodců na lávce.

Konkrétní model dynamického zatížení reprezentující skupinu nebo souvislý proud chodců v ČSN EN 1990/A1 ani v normě ČSN EN 1991-2 (kde by jej projektant z logiky věci očekával) najít nelze, což je z hlediska projektanta velmi nepříjemné. Je třeba tedy hledat jinde, např. v prEN 1991-2, případně v odborných publikacích.

Zatížení harmonicky proměnnou osamělou silou bylo umístěno v místě maximální amplitudy příslušného tvaru vlastního kmitání.

Maximální amplitudy výchylky a zrychlení byly ještě ověřeny na základě amplitud výchylek vlastních tvarů metodou rozkladu do vlastních tvarů. Odchylka od čistě numerického řešení činí přibližně 1,5 %.

Ověřena byla rovněž odezva konstrukce na buzení harmonickou silou s frekvencí odpovídající polovině frekvence řešeného vlastního tvaru. Pro první svislý vlastní tvar má zrychlení konstrukce buzené harmonickou silou s frekvencí 1,77 Hz hodnotu 0,03 m/s². Pro druhý svislý vlastní tvar nabývá zrychlení konstrukce buzené silou s frekvencí 2,46 Hz hodnotu 0,06 m/s². V obou případech je tedy kriterium pohody chodců splněno.

Na základě dynamického výpočtu bylo rozhodnuto o provedení dynamické zatěžovací zkoušky mostu skupinou chodců podle ČSN 73 6209. Dynamickou zatěžovací zkouškou zjištěné vlastní frekvence ukazovaly dobrou shodu s výpočtem.

POSTUP VÝSTAVBY
Jak již bylo uvedeno výše, bylo Policií ČR požadováno minimální přerušení provozu na překračované komunikací. Proto bylo nejdříve přikročeno k osazení krajních polí s přesahem do čtvrtiny středního pole konstrukce na ocelové pilíře s atypickými ocelovými ložisky. Během těchto prací byl provoz na čtyřpruhové komunikaci omezen do jednoho jízdního pruhu v každém směru.

Osazení středního pole proběhlo za úplného vyloučení provozu na překračované komunikaci. Montážní díl středního pole byl upevněn montážními šrouby pod konzolami a v truhlíku mostovky. Za omezeného provozu na komunikaci byly pak montážní díly svařeny.

Montážní šrouby pod mostovkou byly odstraněny, montážní šrouby v truhlíku byly ponechány aktivní. Následně byl zavařen montážní otvor v mostovce. Upořádání tohoto detailu zajistilo staticky žádoucí průběžnost všech podélných výztuh mostovky i v truhlíku.

Veškeré montážní práce byly prováděny v noci.

ZÁVĚR
Lávka pro pěší Parkovacího domu s komerčními prostory Rychtářka byla uvedena do provozu v květnu 2011. Z přiložených fotografií je patrné, že i za peníze soukromého investora, společnosti HERMOSA Parking Plzeň, a. s., lze realizovat velice zdařilou konstrukci.

Projektantem konstrukce byla firma HELIKA, a. s. generálním dodavatelem stavby společnost BAK stavební společnost, a. s. Ocelovou konstrukci lávky vyrobila firma PERPET s. r. o., Divize kovovýroby.

Při zpracování projektu byly částečně využity výsledky řešení Výzkumného záměru Fakulty stavební ČVUT MSM 6840770005.

Footbridge at the Rychtářka parking house in Plzeň
The paper describes the 50 m long three span footbridge at the Rychtářka parking house in Plzeň. The structure is designed as a steel box girder with orthotropic deck, with steel piers and reinforced concrete foundations supported by concrete piles.

Autor

• Doc. Ing. Foglar Marek PhD.

Lávka pro pěší z Parkovacího domu Rychtářka v Plzni