Asymetrická zavěšená lávka pro pěší a cyklisty v Radotíně

Ukázalo se, že koncepce s jednodříkovým pylonem je nejen možná, ale v mnoha ohledech i výhodná. Zajímavé je i řešení zakončení lan konstrukční sestavou táhla, způsob montáže a odnímatelná kompozitní mostovka. Dynamická zkouška potvrdila příznivé vlastnosti lávky.

Historie lávky

Původní lávka z roku 1994 měla dodatečně předpjatou nosnou betonovou konstrukci o dvou polích zavěšenou na jednom pylonu nad pilířem vzdáleném 30 m od zbraslavské opěry. Lávka, která měla problémy už při výstavbě, byla na základě zjištěných závad v roce 2013 shledána jako nevyhovující a v roce 2014 byla kromě jiných úprav podepřena dvěma provizorními podporami v řece. Navržená náročná rekonstrukce lávky spočívající v navýšení pylonu, překotvení lávky a masivních úpravách samotné betonové konstrukce lávky nebyla realizována. Alternativně byl zpracován návrh nové betonové visuté lávky s umístěním mimo osu té stávající. Výstavba lávky nebyla s ohledem na dvě neúspěšné a zrušené soutěže nikdy zahájena. Městská část poté požádala architekta Josefa Pleskota o zpracování dalšího řešení, které později dospělo do realizace formou Design & Build, což významně zkrátilo proces před započetím výstavby. V této variantě byla nová ocelová konstrukce umístěna na stávající rekonstruovanou spodní stavbu, čímž bylo zachováno hodnotné tvarové a urbanistické řešení stavby včetně rozšíření mostovky z 2,4 m na 4 m a dosaženo výrazného snížení investičních nákladů oproti alternativně navržené betonové visuté variantě.

Dispoziční a konstrukční řešení nové lávky

Osa lávky délky 110 m je půdorysně přímá a přemosťuje Berounku z opěry O1 na levém (radotínském) břehu přes pilíř P2 na opěru O3 na pravém (zbraslavském) břehu (obr. 2). Niveleta mostovky je tvarována tak, aby konstrukce lávky vyhověla výškovým požadavkům s ohledem na nově uvažovanou hladinu stoleté vody. Nosná konstrukce lávky je celosvařovaná, trojboká trubková příhradová konstrukce šířky 3,6 m s proměnnou konstrukční výškou s maximem 2,3 m (obr. 3). Toto řešení umožňuje optimalizovat průběh vnitřních sil, hmotnost konstrukce a množství a dimenze lanových závěsů. Konstrukce je kotvena ke zbraslavské opěře dvěma čepovými spoji (obr. 5). Na pilíři je uložena na návodní straně na všesměrně pohyblivém ložisku, na straně povodní na ložisku vedeném ve směru osy lávky (obr. 6). Na radotínské straně jsou dvě všesměrně pohyblivá ložiska uložena na novém rozšiřujícím příčníku na stávající opěře (obr. 4, 12). Příčnou sílu zajišťuje smyková zarážka umístěná na středu příčníku.

Lávka je zavěšena na jednom excentricky umístěném jednodříkovém pylonu na povodní straně. V podélném pohledu na lávku je pylon kolmý k niveletě. Staticky je uložen kloubově, s rotací kolem osy kolmé k ose lávky na horní pas lávky nad ložiskem v ose pilíře (obr. 6). Vrchol pylonu je ve výšce 24 m vychýlen o 2 m ve směru kolmo na osu lávky a ve směru toku řeky. Pylon rozděluje těleso lávky na dvě pole – od pylonu k levému břehu s rozpětím 80,5 m a na pravém břehu s rozpětím 29,5 m (obr. 2). Hlavní pole lávky nad řekou je zavěšeno z vrcholu pylonu dvěma dvojicemi lan Ø 36 mm. Pylon je zakotven do opěry O3 na povodní straně lanem ∅ 48 mm a lanem ∅ 40 mm na straně návodní (obr. 2, 13). Lana ve vrcholu pylonu zakončuje standardní koncovka (obr. 7). Spodní konce lan jsou zakončeny koncovkou se závitovou tyčí, na kterou navazuje napínáková matice a další tyčový prvek s koncovkou (obr. 8, 9, 18, 19). Na povodní straně jsou lana kotvena přímo do horního pasu příhradové nosné konstrukce (obr. 8), na straně návodní, pro zajištění podchodné výšky, do konzol o délce 1,4 m (obr. 9). Geometrie pylonu, lan a jejich předpětí zajišťují stabilní polohu vrcholu pylonu v příčném směru při vertikálním zatěžování mostovky. Uložení pylonu na horní pas mostovky nad posuvným ložiskem výrazně zvyšuje tuhost konstrukce v podélním a příčném směru oproti variantě kotvení ­pylonu přímo do pilíře.

Kompozitní mostovka (obr. 11) je uložena na žárově zinkovaném roštu, sestávajícím z příčníků a podélníků kotvených do příčníků příhradové nosné konstrukce (obr. 10). Podélníky tvoří zároveň součást nosného systému lávky. S ohledem na velké množství inženýrských sítí vedených pod mostovkou byla zvolena odnímatelná mostovka z kompozitních roštů s horní deskou s protiskluzovou úpravou. Mostovka je uložena příčně asymetricky s přesahem cca 0,4 m od osy horního pasu nosné konstrukce na návodní straně ve sklonu cca 1,6 % (obr. 3). Zábradlí výšky 1 300 mm (obr. 11, 22) s madlem ve výšce 1 m od horní hrany mostovky je tvořeno sloupky z pásové oceli propojené trubkou ve vrcholu. Výplň tvoří nerezová síť. Součástí zábradlí je i vodicí tyč pro nevidomé a osvětlení zabudované do madla.

Postup výstavby a montáž lávky

Nejprve byla provedena demolice lávky včetně betonové konzoly na radotínské opěře. Jedna z provizorních podpor byla odstraněna a druhá sloužila jako podpora při montáži nové lávky. Na radotínské opěře byla rozšířena pochozí část betonové desky a byla provedena příprava pro uložení nové konstrukce lávky na ocelový nosník s konzolami na obou stranách (obr. 12, 4). Mezilehlý pilíř byl upraven pro osazení nové konstrukce lávky. Zbraslavská opěra byla rozšířena pro možnost kotvení nové dvojice lan (obr. 13) včetně zabetonování kotevních roštů pro lana.

Konstrukce lávky byla svařena z přepravních dílů na pravém břehu včetně žárově zinkovaného roštu pro kompozitní mostovku (obr. 14). Poté byla vcelku jeřábem přemístěna na opěry, pilíř a provizorní podporu v řece (obr. 15). Pylon byl po začepování (obr. 16) zajištěn v poloze třemi montážními táhly (obr. 17). Lana byla postupně namontována a předepnuta podle montážního a předpínacího postupu (tab. 1). Lana byla předepnuta hydraulickým zařízením (obr. 18, 19) a síly byly měřeny na tyčovém prvku tenzometry v konfiguraci plného Wheatstoneova můstku. V průběhu předpínání byly geodeticky monitorovány vrchol pylonu i geometrie horních pasů lávky a konstrukce byla vyzdvižena z provizorní podpory (MP), která byla následně odstraněna. Díky dobře připravenému montážnímu a předpínacímu postupu i aktivní účasti projektanta v této fázi montáže byla přemístěna konstrukce, byly namontovány pylon a lana včetně předpětí za pět dní čistého času. Po montáži hlavní nosné konstrukce byly instalovány inženýrské sítě a byla namontována kompozitní mostovka a zábradlí (obr. 11, 22). Po dočasném přerušení prací z důvodu insolvence zhotovitele stavby byla lávka zprovozněna provizorně (obr. 22) a v časovém odstupu byla provedena dynamická zkouška, instalace pohlcovačů kmitů a projektované úpravy předpolí.

Dynamická zkouška a pohlcovače kmitů

Dynamická zkouška potvrdila teoreticky zjištěné hodnoty vlastních frekvencí a tvarů kmitání lávky (obr. 20). Mezní hodnoty přípustných vážených efektivních hodnot zrychlení ve svislém a vodorovném směru způsobené chodci v různých konfiguracích počtu a synchronizace nepřevýšily hodnoty doporučené normou [1]. Dynamická zkouška tak potvrdila příznivé vlastnosti lávky. Hodnoty zrychlení způsobené skupinami běžců v různých konfiguracích počtu a synchronizace, které překročily doporučené hodnoty, byly omezeny instalací dvou dvojic pohlcovačů kmitů (TMD) pro kmitání v pátém vlastním tvaru pro případy extrémních sportovních aktivit. Další dvě potenciálně nebezpečné frekvence nebylo třeba tlumit. Účinnost TMD je zřejmá z naměřených hodnot zrychlení bez aktivního TMD a s aktivním TMD v případě synchronizovaného běhu dvou osob (obr. 21). Po instalaci TMD byla provedena závěrečná kontrola geometrie konstrukce a předpětí lan současně s frek­venčním měřením.

Závěr

Role architekta v mostním stavitelství je důležitá nejen z hlediska urbanismu a tvaru i vzhledu konstrukce. Přání architekta navrhnout konstrukci s jednodříkovým asymetrickým pylonem přineslo originální zajímavé a funkční řešení. Uložení asymetrického jednodříkového pylonu na horní pas lávky nad posuvným ložiskem zvýšilo vertikální i horizontální tuhost konstrukce. Zakončení lanových závěsů závitovou tyčí, na kterou navazuje napínáková matice a další tyčový prvek s koncovkou, umožňuje efektivní a přesné předepnutí závěsů hydraulickým zařízením spolu s tenzometrickým měřením a umožňuje jednoduché a estetické kotvení do konstrukce lávky. Odnímatelná kompozitní mostovka na žárově zinkovaném roštu je vhodnou alternativou k mostovce dřevěné nebo ortotropní ocelové, zejména v případě vedení většího množství inženýrských sítí pod mostovkou. 

Spoluautoři:
Ing. Jiří Lahodný, Ph.D., Ing. Jan Pecina

Zdroje:
[1] ČSN 73 6209 (736209) Zatěžovací zkoušky mostů. Česká agentura pro standardizaci, Praha, 2019.