Oblúkové mosty s oceľovými rúrami vyplnenými betónom

Úterý, 16. Duben 2013 - 0:00
| Napsal:

Popri kamenných oblúkových mostoch, ktoré sa stavajú od nepamäti sa v období od r. 1960 do r. 1970 postavilo v Číne mnoho betónových oblúkových mostov. Od r. 1980 sa zhotovilo v Číne veľa železobetónových oblúkových mostov. V r. 1990 v Sečuane postavili most Wangcang Donghe s rozpätím 115 m. Je to prvý oblúkový most, pri ktorom sú hlavné oblúky tvorené oceľovými rúrami vyplnenými betónom (Concrete Filled Steel Tubes), tzv. CFST oblúkové mosty (Concrete Filled Steel Tubular Arch Bridges).

Fotoalbum: 

Tento typ mostnej konštrukcie vyvinutý v Číne má viaceré výhody v porovnaní so železobetónovými alebo oceľovými oblúkovými mostmi. Oceľové rúry hlavných oblúkov sa plnia betónom až po skončení ich montáže a umožňujú preto ľahšiu montáž hlavných oceľových oblúkov; odolávajú ťahovým napätiam, tvoria debnenie betónu, zvyšujú pevnosť v tlaku a duktilitu. Vyplnenie rúr betónom bráni vydúvaniu ich tlačených stien. Do dnešných dní postavili v Číne okolo 250 CFST oblúkových mostov. V marci 2005 ich bolo 229, pričom 131 má rozpätie väčšie ako 100 m a 33 väčšie ako 200 m. Môžeme ich rozdeliť do 5 kategórií:

a) CFST oblúkové mosty s medziľahlou mostovkou, z tohto typu je 62 zo 131 mostov. Svetovým rekordérom je most Wushan s rozpätím 460 m z r. 2005 (obr. 1). Pomer vzopätia k rozpätiu je 1/3,8. Každý z 2 hlavných oblúkov tvaru reťazovky pozostáva zo 4 rúr, ktoré tvoria priestorový priehradový nosník, s prierezom 4,14 m širokým a 7 m (v strede) až 14 m (pri podpere) vysokým. Hlavné oblúky sú vzájomne osovo vzdialené 19,7 m.

b) CFST oblúkové mosty s hornou mostovkou, z tohto typu je 11 zo 131 mostov. Rekordérom v tejto kategórii je most Zhijinghe v Chu-pej s rozpätím 430 m z r. 2009 (obr. 3). Pomer vzopätia k rozpätiu je 1/5,5. Každý z 2 hlavných oblúkov pozostáva zo 4 rúr, ktoré tvoria priestorový priehradový nosník s prierezom 4 m širokým a 6 m (v strede) až 13 m (pri podpere) vysokým. Rúra má priemer 1,2 m s hrúbkou steny 35 mm. Hlavné oblúky sú vzájomne osovo vzdialené 13 m.

c) CFST oblúkové mosty tvaru letiaceho vtáka (flying bird type - obr. 2), z tohto typu je 24 zo 131 mostov. Stredné pole je CFST oblúkový most s medziľahlou mostovkou, dve priľahlé polia tvoria konzolovité poloblúky. Z tohto typu 9 mostov má rozpätie väčšie ako 200 m. Oblúky i poloblúky sú votknuté do podpier. V strednej časti s veľkým rozpätím sa navrhuje ľahšia konštrukcia, v priľahlých poliach ťažšia, pričom podpery na koncoch poloblúkov (bývajú betónové) musia byť schopné preniesť ťahové reakcie. Rekordérom v tejto kategórii je most Maochaojie v provincii Chu-nan s rozpätím 368 m z r. 2006. Použila sa letmá montáž s dočasnými pylónmi a lanami (cantilever method). Most Jajiša cez rieku Žuťiang v provincii Kuang-tung z r. 2000 má rozpätie 360 m. Na rozdiel od všetkých ostatných mostov v tabuľke, pri ktorých sa použila letmá montáž, sa pri moste Jajiša poloblúky hlavného i priľahlého poľa zostavili na brehu rovnobežne s riekou. Potom sa pootočením vo zvislej rovine okolo podpery zdvihli a napokon sa pootočili vo vodorovnej rovine okolo podpery nad rieku (combined vertical and horizontal swing method).

d) CFST oblúkové mosty rámové s ťahadlom, z tohto typu je 16 zo 131 mostov. Konštrukčný systém tvorí oblúk votknutý do pilierov, s ktorými tvorí rám. Vysokopevné pramene oceľových drôtov tvoria ťahadlo, ktoré sa predpína vyvodzujúc tlakové sily v mostovke. Eliminuje sa tým vplyv horizontálnych ťahových síl od vlastnej tiaže oblúka. Komplikovaným detailom je uzol, v ktorom sa spájajú koniec oblúka, pilier a ťahadlo. Používa sa letmá montáž s využitím dočasných pylónov a závesných lán. Tieto mosty sa navrhujú obyčajne pre rozpätia 50 m – 100 m. Najväčšie rozpätie 280 m v tejto kategórii má III. most cez rieku Chan-jang vo Wuchane v provincii Chu-pej otvorený v r. 2000 (obr. 5). Pomer vzopätia k rozpätiu je 1/5. Každý z dvoch hlavných priehradových oblúkov má prierez, ktorý pozostáva zo 4 rúr s priemerom 1 m a hrúbkou steny 12 mm. Väčšina mostov tohto typu má jedno pole, ako napr. Rainbow bridge v Šen-žene s rozpätím 150 m, nazývaný tiež North Station Bridge. V stanici preklenuje 29 železničných koľají. Na každý hlavný oblúk pripadá 16 predpätých prameňov tvorených 12 oceľovými drôtmi s priemerom 5 mm s medzou klzu 1 800 MPa. Niektoré z mostov tohto typu majú viac polí, pričom ťahadlá jednotlivých polí sú separované. Takým je napr. trojpoľový most Lanzhou Yanyan cez Žltú rieku s rozpätiami 85 + 127 +85 m. Tvar jeho oblúkov je parabola s pomerom vzopätia k rozpätiu je 1/5.

e) CFST tuhý oblúk s tuhým trámom s dolnou mostovkou, z tohto typu je 18 zo 131 mostov. Takýto most pozostáva z CFST hlavných oblúkov a mostovky, ktorá je súčasne ťahadlom a tvorí ju predpätý betónový alebo oceľový trám. Toto riešenie sa používa na rozpätia 50 až 150 m. Najväčšou mostnou konštrukciou tohto typu sú 2 samostatné mosty vedľa seba. Je to II. most cez Žltú rieku v Čeng-čou v provincii Che-nan otvorený v r. 2004. Má 8 polí s rozpätiami 8 x 100 m. Oblúky sú tvaru reťazovky s pomerom vzopätia k rozpätiu 1/4,5. Prierez hlavného oblúka tvoria dve rúry nad sebou (tzv. dumbell, prierez tvaru činky). Do tejto kategórie možno zaradiť aj unikátny dvojpodlažný IV. most cez rieku Čchien-tchang v Chan-čou v provincii Če-ťiang s rozpätiami 2 x 85 m + 190 m + 5 x 85 m +190 m + 2 x 85 m (obr. 4).

21 rokov po vybudovaní prvého CFST oblúkového mosta vydali v Číne smernicu pre navrhovanie tohto typu mostov [2]. Už aj na Slovensku sa objavil zámer zhotoviť most tohto typu. Čínske mostné staviteľstvo okrem subkategórie CFST oblúkových mostov drží svetové rekordy v maximálnom rozpätí aj v ďalších subkategóriách oblúkových mostov: kamenný oblúkový most New Danhe v provincii Šan-si, rozpätie 146 m, r. 2000; železobetónový oblúkový most Wan-sien (tuhú výstuž v betóne tvoria rúry vyplnené betónom) vo Wan-čou, Čchungčching, rozpätie 420 m, r. 1997; oceľový plnostenný oblúk Lupu v Šanghaji, rozpätie 550 m, r. 2003; oceľový priehradový oblúkový most Chaotianmen v Čchung-čching, rozpätie 552 m, r. 2009 (cesta + železnica).

Literatúra:

[1]CHEN Baochun: Construction methods of arch bridges in China. Chinese- Croatian Joint Colloquium Construction of Arch Bridges. Fuzhou, 05-09 October 2009, p. 1 – 186

[2] CHEN Baochun et al.: The Technical Specification for Concrete Filled Steel Tubular Arch Bridges and Design Applications. China Communication Press in August 2011

Převzato z partnerského časopisu EUROSTAV.

Klíčová slova: