Zavěšený most přes řeku Elbow v Kanadě

Projektovala ho místní pobočka firmy CH2M Hill, která nechtěla, aby se na projektu podílela některá velká projektová kancelář. Proto se obrátila na spoluautora článku (prof. Ing. Jiří Stráský, DSc.) o spolupráci. Architektonické a konstrukční řešení mostu vyšlo z projektu zavěšeného mostu přes řeku Svratku v Židlochovicích (obr. 2), jehož koncepční řešení vypracoval výše zmíněný spoluautor článku v roce 1989. Na rozdíl od tohoto mostu je však mostovka mostu v Calgary monolitická a pylony jsou skloněny vzad.

¤ Obr. 2. Most přes řeku Svratku v Židlochovicich

Architektonické a konstrukční řešení
Konstrukci mostu s rozpětím 48,50 m tvoří plná deska, jež je na svých okrajích zavěšena na jednom skloněném pylonu. Kotvicí závěsy jsou upevněny v kotevních blocích, spojených s nosnou konstrukcí tlačenými vzpěrami (obr. 3a, 3b).
Závěsy hlavního pole mají semiradiální uspořádání, kotvicí závěsy jsou rovnoběžné. Závěsy jsou v mostovce kotveny po sedmi metrech. V pylonu se překrývají, a proto jsou v hlavním poli uspořádány jen v jedné rovině a krajním poli ve dvou rovinách. Závěsy typu Dywidag jsou tvořeny 15-19 lany průměru 15,50 mm zainjektovanými v polyethylenových trubkách. Závěsy hlavního pole se napínaly ze spodního okraje, kotvicí závěsy z pylonu. Mostovka je plná deska, jež je rámově spojená se sloupy pylonu. Sloupy jsou vzájemně spojeny stěnou, která současně vytváří krajní opěru. Tloušťka desky v ose mostu je 585 mm. Deska je podélně předepnuta přímými kabely, příčně je předepnuta parabolickými kabely. Jak v podélném, tak i příčném směru mostu byla deska navržena jako částečně předpjatá konstrukce.
Pylon sestává ze dvou betonových sloupů plného obdélníkového průřezu, na nějž navazuje ocelový sloup tříkomorového průřezu. Kotevní bloky jsou tvořeny skloněnými stěnami připnutými k základové desce předpínacími tyčemi. Kabely jsou kotveny v krátkých konzolách situovaných po obou stranách stěn. Kotevní bloky, založené na vrtaných pilotách, přenášejí svislou složku síly závěsů do podloží. Vodorovná složka je přenášena do mostovky krajními vzpěrami. Jejich stabilitu zajišťují ocelové piloty. Ty také podporují základy pylonu a krajních opěr (obr. 4, 5).

¤ Obr. 3a. Architektonicke řešeni

¤ Obr. 3b. Architektonicke řešeni

¤ Obr. 4. Most: přičny řez

¤ Obr. 5. Most: podélný řez

¤ Obr. 6. Kotevní blok, podélný řez a příčný řez

Statická a dynamická analýza
Konstrukce byla analyzována jako prostorová konstrukce sestavená z prutových a deskostěnových prvků programovým systémem ANSYS (obr. 7). Detailní analýza připojení kotevních trubek závěsů v pylonu byla provedena při velmi jemném dělení na prvky na výseku konstrukce.
Analýza sloužila pro návrh všech konstrukčních prvků a pro posouzení dynamické odezvy. Protože poměr prvních kroutivých k prvním ohybovým frekvencím byl větší jak 2,2 (obr. 8), považovala se konstrukce za aerodynamicky stabilní (ohybové frekvence fo(1) = 1,025 Hz, fo(2) = 2,068 Hz; kroutivé frekvence fk(1) = 2,439 Hz, fk(2) = 4,575 Hz). Detailní analýza kotvení závěsů v kotevním bloku byla provedena příhradovou analogií.

¤ Obr. 7. Vypočtovy model konstrukce

¤ Obr. 8. Prvni vlastni ohybove a kroutive tvary

Postup stavby
Stavba mostu byla zahájena v září 2008. Po pilotáži byly vybetonovány základy, opěry a betonové sloupy pylonu. Následovala montáž skruže tvořené ocelovými nosníky, přemosťujícími řeku bez mezilehlých podpěr. Po osazení bednění a betonářské a předpínací výztuže (obr. 9), byla mostovka najednou vybetonována.
Při stavbě byl pro nosnou konstrukci použit beton charakteristické válcové pevnosti 50 MPa, pro pylon 70 MPa. Beton musel splňovat nejen požadavky na pevnost, ale také na mrazuvzdornost. Při návrhu byla nosná konstrukce posouzena jako částečně předpjatá, u které byly posouzeny nejen šířka trhlin ale také únavové namáhání betonářské a předpjaté výztuže.
Následovala betonáž kotevních bloků, vzpěr a montáž ocelových hlavic pylonu (obr. 10). Po osazení závěsů byly tyto napnuty. Napnutí mělo dvě fáze, nejdříve se závěsy napnuly na 75 % projektované síly, po odskružení byly dopnuty na požadovanou hodnotu. Po provedení dokončovacích prací byl most v červenci roku 2009 otevřen.

¤ Obr. 9a. Betonařska a předpinaci vyztuž mostovky

¤ Obr. 9b. Betonařska a předpinaci vyztuž mostovky

¤ Obr. 10a. Montaž pylonu a zavěsů

¤ Obr. 10b. Montaž pylonu a zavěsů

Závěr
Investorem mostu byla organizace Calgary Stampede and Exhibition. Most se stavěl v rámci projektu Calgary Stampede Back of House jako Design and Build Project. Projekt mostu zajišťovala firma CH2M Hill Calgary, koncept řešení a kontrola projektu je prací firmy Jiri Strasky, Consulting Engineer, Greenbrae, California. Zodpovědný projektant mostu byl Ken McWhinnie. Dodavatelem byla firma, Graham Construction, Calgary. Statická a dynamická analýza je pak prací Radima Nečase a Jana Koláčka.

V projektech obou mostů byly využity výsledky řešení projektu Ministerstva průmyslu a obchodu ?Impuls? FI - IM5/128 Progresivní konstrukce z vysokohodnotného betonu a za podpory projektu 1M6840770001 MŠMT, v rámci činnosti výzkumného centra CIDEAS.

Použitá literatura:
[1] Azarnejad, A., McWhinnie, K., Tadros, G., Strasky, J.: Elbow River Cable Stayed Bridge, Design and Construction. 8th International Conference on Short and Medium Span Bridges, 2010

Autoři: prof. Ing. Jiří Stráský, DSc. (VUT v Brně, Fakulta stavební & Stráský, Hustý a partneři, s.r.o., Brno), Ing. Radim Nečas, Ph.D., Ing. Jan Koláček (VUT v Brně, Fakulta stavební).