Hydraulika na stavbě Trojského mostu

27.5.2013 / Technika

Výstavba nového Trojského mostu v Praze mezi Holešovicemi a Trojou je nezbytnou součástí trasy Městského okruhu. Jde o obloukový most s dolní mostovkou. Celková délka mostu je 250 m, celková výška konstrukce 34 m nad maximální plavební hladinou řeky a rozpětí oblouku hlavního pole mostu je 204 m.

Hlavním zhotovitelem Trojského mostu je společnost Metrostav, a. s.
Hlavním dodavatelem hydrauliky a většiny prací s ní spojených byla pro tuto stavbu společnost MTEK, s. r. o.

Hydraulika pro výsun
Výsun Trojského mostu byl úspěšně dokončen 10. června 2011. Most byl vysouván postupně po 16m dílech. Celkem se provedlo 13 výsunů (192 m), kde první 2 byly pouze poloviční délky. Vysouvaná konstrukce se skládala z provizorní příhradové konstrukce, na kterou byly zavěšovány prefabrikované železobetonové příčníky. Zvolený způsob výstavby umožnil bezpečným způsobem vysunout přes Vltavu všech 47 příčníků podpírajících mostovku se současným využitím horního pasu vysouvané konstrukce jako definitivního táhla mostu. Hmotnost konstrukce po dokončení výsunu byla 3700 tun. Pro výsun bylo použito 8 dutých lisů o celkové kapacitě 480 tun a zdvihu 260 mm. Byly postupně přidávány podle narůstající síly a dosažené hodnoty tření na kluzných ložiscích. Výsuny se prováděly v 7 denním taktu, vždy ve středu. Přibližně polovinu výsunů prováděli již pracovníci Metrostavu po našem zaškolení samostatně.

Použita byla kvalitní hydraulika F. P. T. s bronzovými vodícími plochami a masivním těsněním. Pro dokončení výsunu bylo třeba provést přes 760 zdvihů, což je na hranici životnosti běžných dutých lisů, které jsou na trhu. Metrostav kladl velký důraz na přípravu stavby, a proto jsme již v zimě 2010 prováděli zkoušku kluzných materiálů pro výsun mostu. Reálné hodnoty tření se pohybovaly blízko hodnotám naměřeným při zkoušce mezi 1,5 a 3 % v závislosti na fázi výsunu.

Hydraulický agregát o výkonu 4,4 kW umožňoval provést výsun v rámci 1 pracovní směny, tedy do 8 hodin. Rychlost výsunu byla 1,7 až 6 m/h.

Při výsunu jsme provedli i měření dynamiky konstrukce, kdy se zjišťovalo stlačení konstrukce a rychlost odezvy při jejím vysouvání. Měření bylo provedeno především pro dosunutí konstrukce do finální pozice. Při měření byly použity přesné lankové snímače dráhy (linearita 0,1 %) a čtyřkanálová měřící ústředna se vzorkovací periodou 500 Hz.

Speciální hydraulické přípravky
Před montáží železobetonových příčníků do provizorní příhradové konstrukce bylo třeba navrhnout přípravky, které by umožňovaly jejich snadnou, rychlou a dokonalou rektifikaci (s ohledem na velmi přísné požadavky na tolerance konstrukce). Navrhli jsme proto plně hydraulicky ovládané přípravky, kdy byl podle požadavku Metrostavu každý příčník o hmotnosti 50 tun uložen do 2 těchto přípravků. Kompletní rektifikaci bylo možné provést v řádu minut. Základnu tvořil masivní křížový stůl, který umožňoval pohyby v podélné i příčné ose mostu ± 10 cm. Uložení desek stolu bylo kluzné. Na křížový stůl byl uložen lis s naklápěcí koncovkou a aretační maticí, který sloužil k výškové rektifikaci příčníku v rozsahu ± 5cm. S ohledem na výsun mostu bylo rameno, o které je příčník opřen, vybaveno hydraulickým válcem pro jeho sklápění.

Návrh byl vytvořen jako 3D model, výrobu jednotlivých částí pro nás provedla firma Re Engineering CZ, vlastní montáž a oživení na stavbě bylo provedeno našimi pracovníky. Hmotnost jednoho přípravku byla 1 400 kg.

Zvedání a spouštění bednicích stolů
Další zajímavou etapou byla betonáž mostovky. V této etapě byla ve značné míře také využita hydraulika. Pro betonáž byly použity bednicí stoly (Doka), které bylo třeba vyzdvihnout mezi příčníky mostu. S ohledem na tvar mostu nebyl možný posun bednění v podélné ose mostu, ale bylo třeba po betonáži stoly zase spustit. Zvedání a spouštění se dělo převážně z lodě. Hmotnost bednicích stolů byla relativně nízká, cca 5 tun. Pro zvedání stolů jsme ve spolupráci s Dokou navrhli posuvné zvedací plošiny. Ty byly v příčném řezu mostu 3 a každá z nich umožňovala v jedné pozici zvedání 3 bednicích stolů. Posun plošin byl prováděn po atypických stoličkách, které jsme navrhli s ohledem na výztuž v horní části příčníků a s ohledem na potřebu nízké hmotnosti pro ruční manipulaci.

Zvedání stolů jsme prováděli osvědčeným systémem, který využíváme již řadu let. Používali jsme ho mimo jiné i na mostě přes Rybník Koberný (Metrostav), kde byly zvedány a spouštěny podlahy vozíků letmé betonáže o hmotnosti 37 tun. Náš systém se skládá z hydraulického agregátu o výkonu 7,5 kW a 4 zdvihacích jednotek, které jsou synchronizovány hydraulicky s přesností do 5 %. Nasazeny byly jednotky o maximální síle 7,5 tun a zdvihu 0,5 m. Rychlost zvedání byla až 20 m/h. Jako závěsy jsou pro bednicí stoly použity tyče Dywidag o průměru 15 mm. Díky speciálním děleným podložkám je možný bezproblémový průchod spojky zdvihací jednotkou. Posun zvedacích plošin o hmotnosti cca 10 tun byl prováděn rovněž hydraulicky.

Spuštění mostu z provizorních podpěr
V úterý 26.3. letošního roku byl Trojský most úspěšně spuštěn z provizorních podpěr a byly aktivovány závěsy. Na této akci se podílelo více subjektů. Za vlastní spuštění byla zodpovědná naše společnost. Výpočetní model, podle kterého byla celá operace uskutečněna, připravila projekční kancelář Novák & Partner a sledování napětí v závěsech prováděl EXCON. Koordinace celé akce pak připadla Metrostavu.

Most byl při výstavbě podepřen na 2 opěrách a na 5 provizorních pilířích. Klíčové pro celou operaci jeho spuštění z provizorních pilířů a aktivace závěsů bylo v rámci přípravy vytvořit co nejpřesnější model, na jehož základě by byl stanoven optimální postup spouštění.

Hydraulika byla instalována na jednotlivé pilíře již od počátku února. Důvodem byla nutnost demontáže ložisek na pilířích před vlastním spuštěním. Pro tuto operaci bylo třeba NK mostu na příslušném pilíři zvednout o 10 až 15 mm a následně mohlo být ložisko pracovníky Metrostavu vysunuto do boku. NK zůstala podepřena na hydraulických lisech v původní poloze. Měření skutečné velikosti reakce v závislosti na výšce zdvižení bylo využito pro validaci modelu. Již v této fázi byla zjištěna jeho vysoká přesnost.

Celková kapacita instalovaných 68 lisů byla 13 300 tun, celková maximální reakce přes 6 000 tun. Lisy byly rozmístěny podle předpokládaných reakcí tak, aby na každé podpěře byla bezpečnost nejméně 1,3 a to i při nadzvednutí NK pouze na této konkrétní podpoře o 20 mm v okamžiku výměny ložisek, kdy došlo k navýšení reakce o 25 % oproti nulové poloze.
Nosnosti instalovaných lisů byly od 150 do 300 tun. S ohledem na vzdálenosti mezi podpěrami byl na každé z nich umístěn hydraulický agregát a v hydraulickém obvodu byla rozdělena pravá a levé strana bezpečnostním ventilem. Pro minimalizaci možných problémů byly ze zapojení vyloučeny všechny nadbytečné prvky (rychospojky aj.). Řídicí stanoviště se synchronním systémem bylo umístěno na prostředním pilíři. Na rozdíl od na trhu dostupných systémů byl ten náš vyvinut jako modulární a umožňuje snadné úpravy dle požadavků konkrétní aplikace. Pro spouštění Trojského mostu byl rozšířen o další vstupy pro snímače a byl připraven speciální program. Systém byl před nasazením několik dní testován, aby byla vyloučena možnost chyby. Na každém pilíři byly umístěny 2 snímače polohy, kdy byla měřena výška mezi spodní pásnicí provizorní příhradové konstrukce mostu a úložným prahem provizorních pilířů. Byla zvolena kombinace ultrazvukových a lankových snímačů polohy s přesností do 0,5 %, v absolutních hodnotách do ± 1 mm. Na každém pilíři byly rovněž přesné snímače tlaku (0,5 %) a řídicí elektromagnetické ventily. Regulační odchylka systému byla nastavena na ± 5 mm.

V pondělí 25.3. byla provedena kompletní zkouška celého systému včetně personálního obsazení jednotlivých pilířů. Lisy na všech pilířích byly natlakovány a následně došlo k prvnímu spuštění o 10 mm postupně na jednotlivých pilířích. Zkouška proběhla bezchybně, a tak mohlo být následující den provedeno kompletní spuštění NK. Postupovalo se dle návrhu projektanta v krocích po 20 mm (na středním pilíři) a v každém kroku byly kontrolovány reakce na pilířích na základě měření tlaku a narůstající reakce v závěsech na základě měření (EXCON).

Postup spouštění byl takový, aby se každým krokem přibližoval průhyb NK konečnému parabolickému stavu, tzn. na prostředním pilíři (P04) byla v každém kroku výška spuštění největší, na ostatních pilířích pak menší. Reakce na pilířích se postupně snižovaly, až při spuštění o cca 155 mm na P04 došlo k úplné aktivaci závěsů a uvolnění provizorních podpěr.

Díky maximálnímu důrazu na přípravu, který je pro naši společnost typický, odbornosti našich zaměstnanců a nasazení špičkové techniky proběhly veškeré práce na Trojském mostě bez nejmenšího problému. Při pracích na této stavbě se podařilo zúročit zkušenosti naší společnosti při manipulaci s těžkými konstrukcemi ve stavebnictví i navrhnout některé nové postupy.