Ocelová lávka pro pěší v Nové Karolině

• Foto

Kratší, betonová lávka nahradila původní lávku přes ulici Místeckou, která sloužila k převedení pěší dopravy mezi Ústředním autobusovým nádražím a železniční stanicí Ostrava-střed. V oblasti zalesněného pahorku mezi ulicemi Místecká a Frýdlantská na ni navazuje její delší sestra, lávka ocelová, která dovede chodce dále až do prostor Nové Karoliny. Propojením nově budovaného obchodního a zábavního centra a autobusového nádraží tak obě lávky dotváří dálkovou trasu z historického jádra Ostravy přes území Karoliny dál na západ. V další části článku se zaměříme na konstrukci ocelové lávky.

KONCEPČNÍ A ARCHITEKTONICKÉ ŘEŠENÍ
Lávka překračuje silniční komunikace (ulici Porážkovou a Frýdlantskou) a železniční trať. Její prostorová poloha vychází z polohy obchodního a zábavního centra (dále jen OZC), na nějž se z důvodu překonání železniční trati napojuje v úrovni prvního nadzemního podlaží. Po dokončení komplexu Nové Karoliny se lávka stane součástí exponované oblasti využívané k pracovním i volnočasovým aktivitám.

Proto byla návrhu koncepčního řešení věnována náležitá pozornost. Investorovi bylo předloženo několik variant možného uspořádání konstrukce lávky, které zahrnovaly konstrukce spojité s hlavním polem ve tvaru Langerova trámu, konstrukce zavěšené s různým počtem pylonů a konstrukce obloukové. Po zhodnocení všech rozhodujících faktorů, jimiž byly investorem stanovená maximální výše stavebních nákladů, termíny zahájení a dokončení výstavby lávky a snaha co nejméně omezit provoz na překračované železniční trati, byla k realizaci vybrána čtyřpolová, celoocelová konstrukce kombinovaného statického systému, kde spojitý nosník je ve třetím, hlavním poli vynášený obloukem.

STATICKÝ SYSTÉM A GEOMETRIE
Na budovu OZC je konstrukce lávky uložena prostřednictvím hrncových ložisek podpíraných železobetonovými konzolami, které jsou součástí budovy. V místě křížení jsou hlavní nosník a oblouk vzájemně propojeny. Lávka je zakončena koncovým, integrovaným, železobetonovým příčníkem. Oblouk je rozepřen do základových patek.

Celková délka lávky činí 146,3 m. Volná šířka v základním uspořádání má hodnotu 3,50 m, v prostoru obchodního a zábavního centra se zvětšuje na 4,30 m. Šířka mostovky se pohybuje mezi 4,60 až 5,40 m. Rozpětí oblouku je 102,30 m při vzepětí 25,70 m.

Směrové vedení lávky vychází z konfigurace překračovaných překážek, především polohy trolejových bran na železniční trati, kterým bylo třeba se vyhnout. Osa lávky leží v hlavním poli půdorysně v přímé, k budově OZC přichází pod úhlem cca 74,5 °, před čelní fasádou budovy přechází do pravotočivého oblouku, aby v prostoru OZC pokračovala dále v přímé až ke vstupním dveřím. Niveleta je navržena tak, aby nebyla překročena hodnota maximálního podélného spádu, kterou je podmíněna možnost využívání lávky osobami s omezenou schopností pohybu nebo orientace.

KONSTRUKČNÍ USPOŘÁDÁNÍ
Díky složitým geotechnickým poměrům bylo nutné lávku založit hlubinně. Základy oblouku jsou kromě svislé síly namáhány i značnými účinky v horizontální rovině, proto jsou zde vrtané velkoprůměrové piloty doplněny zemními kotvami, respektive mikropilotami. Koncový příčník je založen pouze na svislých vrtaných pilotách, které díky své ohybové tuhosti a interakci s okolní zeminou vytvářejí v podélném směru pevný bod lávky.

Hlavní nosník tvoří ocelový trám uzavřeného jednokomorového průřezu konstantní výšky 0,70 m s konzolami vyloženými v proměnné délce. Trám se skládá z dolní vodorovné pásnice, dvojice šikmých stojin, horní ortotropní mostovky, která je na okrajích upravena do tvaru říms, příčníků a podélných výztuh. V prostoru OZC se v úrovni mostovky nacházejí troje dveře do budovy, čelní – určené pro vstup veřejnosti – a dvoje boční, vedené jako nouzové či únikové. Do všech těchto dveří bylo nutné zajistit přístup z lávky. Proto je v místě bočních dveří podélný trám doplněný příčným trámem totožného uspořádání, který rozšiřuje mostovku. Průnik trámů tak v tomto místě vytváří konstrukci s podhledem ve tvaru latinského kříže.

Příčníky vynášející ortotropní mostovku a římsu a v místě oblouku přenášející zatížení z mostovky do závěsů, jsou v podélném směru konstrukce rozmístěny ve vzdálenostech 2,00 až 2,25 m. Příčníky jsou navrženy jako jednostěnové s dolní pásnicí.

Na ložiska je trám uložený prostřednictvím nadpodporových příčníků, které jsou koncipované jako uzavřené, dvojstěnové průřezy obdélníkového tvaru.

Do koncového příčníku je trám vetknutý prostřednictvím čtyř nosníků tvaru nesymetrického I, opatřených spřahovacími trny, které navazují na zesílenou konstrukci konce trámu.

Oblouk tvoří dvě samostatné, ve svislé rovině skloněné, nohy uzavřeného, jednokomorového průřezu obdélníkového tvaru. Ve vrcholu jsou obě nohy na čtyřech místech vzájemně propojeny vevařenými trubkami. Každá trubka je v podélném směru lávky doplněna dvěma tvarovanými styčníkovými plechy.

Propojení trámu mostovky s konstrukcí oblouku je realizováno pomocí jednokomorových příčníků rovnoběžníkového průřezu. Spojení je navrženo jako rámové, příčník spolu s dolní částí oblouků vytváří příčný polorám přenášející vodorovné účinky, především od větru.

V patách oblouku jsou na styku se základy vytvořeny pomocí vícestřižného čepového spoje liniové klouby. Do základů jsou jednotlivé nohy oblouku zakotveny pomocí předem zabetonovaných tyčí s roznášecí hlavou.

Závěsy jsou navrženy jako tyčové, v dolní části rektifikovatelné. Spojení dlouhých tyčí zajišťují systémové spojky. Na obou koncích je každý závěs opatřen dvojicí systémových koncovek s krytkou. K oblouku i trámu mostovky jsou závěsy připevněny pomocí čepu uloženého do styčníkového plechu.

Na vnějších okrajích trámu dotváří na podhledu celkový vzhled mostovky kapotáž z ohýbaných plechů, která skrývá podélné odvodňovací potrubí a chráničky pro převedení inženýrských sítí.

VÝROBA A MONTÁŽ
Trám mostovky byl po délce rozdělen na osm výrobních dílců, oblouk je složen z devíti výrobních dílců.

Montáž celé ocelové konstrukce proběhla v zásadě ve dvou etapách. V první etapě byl metodou postupné montáže sestaven trám, kdy jednotlivé montážní dílce, které tvořily přímo dílce výrobní, byly osazovány na montážní podpěry. Druhou etapu představovalo sestavení a osazení oblouku. Části noh oblouku mezi mostovkou a základy byly osazeny jako samostatné dílce. Poté byla na předmontážní plošině sestavena z pěti zbývajících dílců část oblouku nad mostovkou v celkové délce dosahující téměř 83 m, která byla jako jeden montážní dílec následně osazena do předepsané polohy.

Přenos vodorovných obloukových sil během sestavování oblouku na předmontáži byl zajištěn pomocí předpínacích lan, kotvených v patě oblouku. V nich byla hodnota síly upravována tak, aby odpovídala tvaru oblouku v jednotlivých montážních stavech. Tím bylo dosaženo toho, že montážní podpěry byly od vlastní tíhy oblouku zatíženy pouze svislou silou.

Díky podélnému spádu nivelety na lávce je i část oblouku nad mostovkou v podélném směru nakloněná. Proto závěrečná fáze montáže oblouku proběhla ve dvou krocích. Nejprve byl celý oblouk nakloněn pomocí jeřábu, který jeden konec oblouku vynesl do výšky cca 5 m a poté byl druhým jeřábem oblouk v nakloněné poloze přenesen nad mostovku.

Oblouk nad mostovku jeřáb osazoval již bez předpínacích lan, takže po zavěšení na jeřáb došlo ke svěšení celého oblouku, kdy rozpětí oblouku se zmenšilo o cca 1,0 m. Proto byl po přenesení nad mostovku oblouk roztažen do správné polohy pomocí řetězových zvedáků, které byly uchyceny do montážní pomůcky přivařené k mostovce.

Všechny montážní styky oblouku i trámu byly provedeny jako svařované. Jako hlavní montážní prostředek byl nasazen těžký pásový jeřáb CC 2800 vybavený superliftem, který v případě potřeby doplňovaly lehčí kolové jeřáby.

VYBAVENÍ
Na konstrukci lávky jsou navrženy dva systémy osvětlení. Veřejné osvětlení představuje průběžný LED pásek uložený na obou okrajích mostovky v madle zábradlí. LED pásek připevněný na vnějších stěnách obou noh oblouku tvoří slavnostní osvětlení.

V prostoru nad železniční tratí je výška zábradlí zvětšena tak, aby plnila funkci protidotykové zábrany.

Povrch mostovky včetně říms je ochráněn vrstvou pochůzné izolace.

ANALÝZA KONSTRUKCE
Statickému systému, uspořádání konstrukce lávky a zvolenému způsobu výstavby byl podřízen rozsah provedené výpočetní analýzy. Globální prostorové působení konstrukce bylo ověřeno na prutovém modelu, na kterém byl proveden jednak lineární výpočet a jednak výpočet se zavedením geometrické nelinearity, jímž byl ověřen vliv velkých deformací na namáhání konstrukce. V tomto modelu byly zahrnuty počáteční imperfekce konstrukce podle tvarů ztráty stability vycházejících ze stabilitního výpočtu. Nelineární výpočet prokázal dostatečný stupeň bezpečností konstrukce proti ztrátě stability.

Vybrané části konstrukce (výsek trámu v úseku zavěšeném na oblouku, spojení trámu s obloukem, oblast trámu nad nadpodporovými příčníky, část oblouku v místě připojení závěsů, trám v místě uložení tlumiče) byly modelovány také pomocí deskostěnových elementů. Tím bylo ověřeno a upřesněno rozdělení vnitřních sil a napětí mezi jednotlivými částmi ocelové konstrukce.

V rámci dynamického výpočtu byl proveden výpočet vlastních tvarů a frekvencí kmitání konstrukce a výpočet odezvy konstrukce na harmonické budicí zatížení. Výpočet byl proveden za předpokladu fyzikální a geometrické nelinearity. Zjištěné maximální zrychlení konstrukce při kmitání ve svislé rovině překročilo povolenou hodnotu, proto byl v místě největšího dosaženého zrychlení navržen tlumič kmitání, jehož parametry budou upřesněny na základě výsledků dynamické zkoušky konstrukce.

ZÁVĚR
V současné době probíhají dokončovací práce, jako je instalace zábradlí, osvětlení a terénní úpravy. Lávka bude dokončena ještě v letošním roce a zpřístupnění veřejnosti by mělo proběhnout zároveň s otevřením obchodního a zábavního centra na jaře příštího roku.

Koncepční řešení lávky bylo vypracováno firmou Link projekt, která byla zároveň generálním projektantem celé stavby. Realizační dokumentace vznikla ve spolupráci s firmou Fevia. Výrobní dokumentaci pro ocelovou konstrukci zpracovala Firesta, která je zhotovitelem celé stavby. Ocelová konstrukce byla vyrobena v mostárně Firesty v Brně a pro montáž ocelové konstrukce byly použity jeřáby firmy Hutní montáže.

Celá stavba byla od podpisu smlouvy v lednu tohoto roku pod velkým časovým tlakem. Na realizaci byl včetně dvou stupňů dokumentace a stavebního řízení jeden rok. Koncepční návrhy předkládané projektantem byly korigovány architekty objednatele, a to ještě ve fázi rozpracovávání výrobní dokumentace OK a samotné realizace stavby. Termín stavby by nebylo možné splnit bez aktivního přístupu projektanta a objednatele.

Steel Pedestrian Bridge in Nová Karolína
In the centre of Ostrava, in the premises of the former coking plant Karolína, the building of one of the largest shopping and entertainment centres in Europe – Nová Karolína – has been growing since 2008. This year, the team composed of the representatives of the investor, the designer and in the final stage also the contractor, managed to bring to life the implementation of an important part of this construction – two pedestrian bridges. Shorter concrete bridge, which replaced the original bridge across the Místecká Street, is completed with a longer bridge of steel bridge, which leads the pedestrians further to the area of Nová Karolína. This article deals specifically with the steel pedestrian bridge.

Autoři

• Ing. Šoukalová Gabriela
• Ing. Čihák Petr