Úvod
Použitie voľných predpínacích káblov pri opravách nosných konštrukcií je vhodné najmä v tých prípadoch, keď je zosilovaná konštrukcia predpätá a jej dĺžka a tvar neumožňujú aplikovať iné spôsoby zosilnenia. Takýmto typom sú i konštrukcie lávok vytvorených ako predpäté montované pásy parabolického tvaru z prefabrikovaných segmentov. Rozpätia takýchto konštrukcií sú spravidla niekoľko desiatok metrov a konštrukčný priehyb dosahuje až niekoľko metrov. V príspevku je uvedený príklad komplexnej opravy takejto lávky. Konštrukcia lávky bola v dôsledku viacerých príčin vo veľmi zlom stavebno-technickom stave. Korózia nosných lán pôvodnej predpínacej výstuže v nosných prvkoch dosiahla taký rozsah, že v blízkej budúcnosti hrozilo reálne nebezpečenstvo zrútenia konštrukcie. V rámci opravy lávky bolo preto navrhnuté a realizované i zosilnenie oslabenej nosnej konštrukcie lávky pridanými externými predpätými káblami.
Popis a východiskový stav lávky
Opravená betónová predpätá lávka premosťuje Malý Dunaj a slúži na umiestnenie svetelnej signalizačnej sústavy v predĺžení VPD. Lávka bola postavená podľa projektu z roku 1981. Lávka je jednopoľová svetlosti 117,00 m, rozpätie poľa je 107,92 m. Nosná konštrukcia lávky je zhotovená ako predpätý montovaný betónový pás pozostávajúci z 53 ks prefabrikovaných segmentov a dobetonávok dlžky 2,10 a 0,587 m. Segmenty sú 2,00 m dlhé, široké 3,50 m a vysoké 0,580 m. Segmenty sú medzi sebou oddelené škárami šírky 30 mm, dodatočne vyplnenými jemnozrnným betónom.
Každý segment sa skladá z dosky, dvoch koncových priečnikov a z dvoch krajných žľabov pre uloženie pôvodnej predpínacej výstuže. Po zmontovaní konštrukcie a predopnutí káblov boli žľaby vyplnené betónom. Betón segmentov je C 35/45 (B500). Pôvodnú nosnú výstuž tvoria káble zo 6-tich sedem drôtových lán f15,5. V každom žľabe sa nachádza 12 káblov uložených v 3 radoch po 4 ks káblov.
Spodnú stavbu lávky tvoria dve krajné gravitačné opory. Dĺžky opôr sú 25 m. V čelách na konci opôr sú kotvené nosné káble lávky. Šírka opôr zodpovedá šírke lávky. Na strane opôr smerom k nosnej konštrukcii sú opory konzolovo vyložené na dĺžku 5 m. Povrch opôr bol neomietnutý. Nosná konštrukcia lávky je uložená na dvojiciach vodorovných a zvislých ložísk umiestnených na konzolových častiach opôr.
Zvršok lávky tvorila vyrovnávacia betónová mazanina hr. 0-15 mm a plastbetónový kryt hr. 10-20 mm. Mostné závery sú plechové. Zábradlie na lávke je oceľové z uzavretých i otvorených profilov s výplňou z kruhových tyčí. Na lávke je 6 rámových konštrukcií na umiestnenie navádzacej svetelnej signalizácie. Vzdialenosť rámov je cca 30 m. Po oboch okrajoch chodníka boli v oceľových chráničkách vedené elektrické a signalizačné káble.
DIAGNOSTICKý prieskum
Pri diagnostickom prieskume v roku 1999 bolo konštatované, že :
- kryt vozovky neplní funkciu izolácie,
- odvodnenie lávky je nevyriešené,
- koroduje predpínacia výstuž,
- z betónu styku segmentových prvkov a opôr je vyplavované spojivo a dochádza k jeho degradácii.
V roku 2004 bolo zaregistrované výrazné tvarové zdeformovanie lávky – narastajúci priehyb a natočenie nosnej konštrukcie v priečnom smere, čím bol narušený obrazec svetelnej signalizačnej sústavy slúžiacej na pristávanie lietadiel. Ďalej bolo zistené, že :
- pokračujúce zatekanie spôsobilo intenzívnu koróziu a pretrhnutie časti predpínacej výstuže najmä v úsekoch dobetonávok, dilatačných škár a krajných opôr.
- káble nie sú oblasti opôr a mostného záveru chránené injektážnou maltou,
Začiatkom rok 2005 bol preto vykonaný nový diagnostický prieskum, obsahom ktorého okrem iného bolo :
- geodetické zameranie konštrukcie,
- diagnostika stavu predpínacej výstuže a kotiev endoskopom,
- zistenie reálneho stavu napätosti v strede rozpätia lávky metódou uvoľňovania napätí,
- experimentálna zaťažovacia skúška na zistenie vzťahu medzi zaťažením a pretvorením konštrukcie lávky, zaťaženie bolo vnášané plynule napúšťaním vody do veľkoobjemových nádrží na vodu umiestnených v strede rozpätia lávky.
Na základe zistených skutočností bol stavebno-technický stav mosta klasifikovaný ako havarijný. Merania ďalej preukázali, že charakter chovania sa lávky pri zaťažovaní zodpovedá projektovaným predpokladom, skutočná tuhosť konštrukcie je vyššia, zistená predpínacia sila je ale nižšia ako projektovaná.
Ciele a koncepcia riešenia opravy
Navrhnutá oprava mala za cieľ dosiahnuť zlepšiť stavebno-technický stav a obnovu statickej únosnosti lávky, ale aj korekciu je geometrického tvaru. Rekonštrukcia lávky preto bola navrhnutá z týchto etáp:
- zosilnenia a rektifikácie tvaru nosnej konštrukcie pridaním dodatočných predpätých káblov,
- reinjektovania káblových kanálikov predpínacej výstuže, injektáže trhlín,
- sanácie povrchov existujúcej nosnej konštrukcie a spodnej stavby,
- opravy zvršku lávky
Zrealizovaná koncepcia zosilnenia lávky spočívala v zavesení nosnej konštrukcie na prídavných kábloch dodatočne uložených po krajoch na hornej strane nosnej konštrukcie a ukotvených na koncoch opôr do nových kotevných blokov. Uloženiu káblov na hornej strane nosnej konštrukcie t.j. na krajoch chodníka, napomohla možnosť prekládky vedenia existujúcich signálnych vedení umiestnených na okrajoch dopravy na lávke. Predopnutím prídavných káblov sa dosiahlo zdvihnutie nosnej konštrukcie a vyrovnanie tvaru v priečnom smere.
OPRAVA LÁVKY
Zosilnenie lávky
Lávka bola zosilnená 2 x 6 ks dodatočne pridanými predpätými káblami na oboch krajoch chodníka v miestach odstránených chráničiek signalizačných a elektrických vedení. Káble boli umiestnené v jednom rade. Na koncoch opôr sa káble presmerovali do troch radov po dvoch kábloch umiestnených pod hornou hranou opôr.
Dodatočne pridávané predpínacie káble boli tvorené zo šiestich obalovaných lán Lp15,5 vedených v polyetylénovej trubkách PE-HD. Trubky boli spojkované teplozmrašťujúcimi spojkami.
Jednotlivé šestice káblov boli ku každému segmentu lávky uchytené dvojicou konštrukčných prvkov tvorených z prvku U uloženého na nosnej konštrukcii, z oceľovej platne umiestnenej na kábloch, z piatich skrutiek a z dvojice svorníkov kotvených do segmetu. Svorníky a skrutky slúžili zároveň na separáciu káblov.
V oblasti opôr boli šestice káblov vedené v železobetónových pásoch z betónu C30/37 a ocele 10 425 (V) spriahnutých s konštrukciou opôr. Šírka betónových pásov je 700 mm a výška 185 mm. Spriahnutie sa dosiahlo pomocou tŕňov V 12 vlepených do pôvodného betónu opory a naviazanými na výstuž pásov. Vonkajší povrch pásov bol natretý impregnačným náterom proti prieniku vody a chloridov.
Káble boli ukotvené do nových železobetónových kotevných blokov na koncoch opôr. Predpínacia sila každého kábla bola navrhnutá na 425 kN. Po predopnutí káblov sa zachovala možnosť pre neskoršie prípadné dopnutie káblov. Konce káblov sa preto ochránili plechovými pozinkovanými klobúkmi dĺžky cca 800 mm, ktoré sa vyplnili ochranným mazivom. V priestoroch pre prepínanie káblov boli zhotovené technologické šachty.
Nové kotevné železobetónové bloky z betónu C30/37 a ocele 10 425 (V) mali šírku pôvodných opôr 3,5 m a hrúbku 1,5 m. Spolupôsobenie pôvodných častí spodnej stavby a kotevných blokov sa vytvorilo pomocou tŕňov V16 vlepených do pôvodného betónu.
Predopnutie káblov sa vykonalo obojstranne 6 lanovými predpínacími zariadeniami.
Technologické merania
Vzhľadom k existujúcemu výraznému natočeniu lávky v priečnom smere, predpínaniu prídavných káblov predchádzalo vstupné geodetické meranie konštrukcie. Pri predpínaní externých káblov boli monitorované priehyby lávky a samotné predpínanie bolo upravované tak, aby sa dosiahlo vyrovnanie nosnej konštrukcie v priečnom smere. Kontrolné geodetické merania boli vykonané i po definitívnom predopnutí a preukázali zdvihnutie nosnej konštrukcie v strede rozpätia a vyrovnanie tvaru nosnej konštrukcie v priečnom smere. Investorovi bolo doporučené realizovať pravidelné kontrolné geodetické monitorovanie konštrukcie v letných a zimných obdobiach.
Sanácia poškodených vrstiev betónu
Sanácia poškodených povrchov betónových prvkov nosnej konštrukcie a spodnej stavby sa navrhla a realizovala dnes už štandartným postupom. Po odbúraní poškodeného betónu malou mechanizáciou a následne vysokotlakovým vodným lúčom 120 MPa sa vykonala reprofilácia poškodených povrchov aplikáciou komplexného sanačného systému pozostávajúca z odhrzavenia odkrytej výstuže, vytvorenia ochranného náteru odkrytej výstuže, nanesenia spojovacieho mostíka a nanesenia sanačnej malty. Po sanácii bol celý povrch nosnej konštrukcie a spodnej stavby natretý ochranným a farebne zjednocujúcim náterom.
Oprava zvršku
Nový kryt chodníka na lávke bol vytvorený z penetračného náteru a plastmalty hr. 5mm až 30 mm. Pozdĺžny sklon krytu chodníka kopíroval existujúci tvar nosnej konštrukcie opôr. Priečny tvar krytu na lávke bol vytvorený so spádmi 1,5% k osi chodníka. V rámci opravy lávky boli vytvorené nové odvodňovacie otvory a boli vykonané oprava náteru zábradlia, prekládka signalizačných káblov a výmena rámových konštrukcií na umiestnenie navádzacej svetelnej signalizácie.
Záver
Oprava uvedenej lávky je ukážkou možnosti efektívneho zosilnenia v našich pomeroch atypickej mostnej konštrukcie externými káblami.
