Pohled na dokončenou lávku SO02
V červnu 2020 byly slavnostně otevřeny dvě spojovací lávky (každá délky cca 25 metrů) mezi objekty Vysoké školy chemicko-technologické v Praze Dejvicích (VŠCHT). Spojovací můstky byly zahrnuty již do návrhu vysokoškolského kampusu v Dejvicích od architekta Antonína Engela z počátku 20. století. Konstrukce můstků byla navržena na nosných pilířích se středovou klenbou překonávající komunikaci.
ZÁKLADNÍ DATA
- Architektonický návrh: ov architekti s. r. o.
- Konstrukční návrh, statika: V-CON, s. r. o.
- Generální zhotovitel: Metrostav a. s., Divize 1
- Ocelové konstrukce, lehké obvodové pláště ALBET metal s. r. o.
DOKONČENÍ PŮVODNÍ MYŠLENKY
Při stavbě objektu A v roce 1933 byla provedena příprava v podobě kamenných bloků vsazených do fasádního pláště. Ty měly podpírat navrhované můstky. V rámci výstavby objektu B v roce 1937, který byl realizován později, byla provedena pouze profilace sloupů kamenným obkladem na obvodovém plášti. Profilace fasády byla jediným viditelným pozůstatkem původního návrhu propojovacích můstků z roku 1936.
V roce 2017 vypsal investor VŠCHT v Praze vyzvanou architektonickou soutěž na návrh současných propojovacích můstků s cílem dokončit původní myšlenku a spojit obě budovy VŠCHT v jeden celek. Vítězný návrh architektonické kanceláře ov-architekti, s. r. o. a V-CON, s. r. o. zaujal formou řešení lehkými prosklenými můstky krystalického tvaru. Prostorový rám z ocelových trubek působí jako napnutý mezi budovami. Ocelová konstrukce spojuje obdélník se šestiúhelníkem, který odkazuje ke světu organické chemie – benzenovému jádru. Struktury obou lávek jsou rozdílné, jejich geometrie se zrcadlí.
Stavba zahrnovala nejen dvě samostatné ocelové lávky, ale i potřebné přeložky inženýrských sítí a úpravy ve vnitřních prostorách budov. Návrh architektů počítal s realizací nosné konstrukce s dvěmi dvojicemi ocelových nosníků se ztužením třemi rámy, na krajích a ve středu lávky. U lávky SO01 (Lávka Technická, hmotnost 35 633 kg) je střední rám tvořen pravidelným šestiúhelníkem, který přechází do obdélníkového tvaru u objektů A a B. U lávky SO02 (Lávka Zikova, hmotnost 43 480 kg) je přechod průřezu lávky opačný. Nosná konstrukce je opláštěná z hliníkových systémových profilů s výplní z tvrzeného skla včetně potisku v úrovni podlahy a stropu.
SKRYTÉ PILÍŘE
Technicky zajímavé jsou především skryté železobetonové konstrukce – pilíře, zapuštěné ve stávajících budovách, které umožnily, že ve finále lávky působí jako uložené na budovách, bez pilířů. Ve skutečnosti však lávky budovy nepřitěžují a jsou uloženy nezávisle na pilíře, které jsou založeny nezávisle na stávajících budovách na vrtaných mikropilotách. Stávající železobetonové konstrukce původních budov musely být v oblasti umístění konstrukce v předstihu zesíleny pomocí uhlíkových lamel.
Spodní stavba je tvořena základovým blokem na mikropilotách. Ve vybouraných kapsách ve fasádě jsou provedeny na každé straně lávky dva železobetonové pilíře s horním roznášecím prahem. Železobetonová konstrukce je provedena ve vybouraných kapsách v obvodovém plášti, tak aby byl v maximálním možném rozsahu zachován původní vzhled fasády.
PRŮBĚH STAVBY – KOMPLIKACE SE SÍTĚMI
Schvalovací proces, kterým musela projít projektová dokumentace, byl velmi náročný. Návrh bylo nutné projednat a schválit památkovou radou NPÚ Praha. Vzhledem k rozsáhlému zasíťování prostor pod můstky bylo nutné provést koordinaci a schválení s cca 38 provozovateli dotčených sítí. Projekční práce a schvalovací proces projektové dokumentace trval cca 20 měsíců.
Samotná stavba začala v listopadu 2019. Staveniště bylo rozděleno na čtyři samostatné prostory. Každý z nich vyžadoval odlišný postup prací kvůli výskytu inženýrských sítí, odlišné konstrukci zajištění stavební jámy a rozsahu zemních prací. Hlavními riziky stavby bylo zachování provozu vysoké školy s minimálním dopadem na fungování laboratoří a výuky, odlišnost odhalených konstrukcí objektů a celkový termín provedení. Limitující byl také přesun kapacit mezi jednotlivými částmi staveniště při zachování provozu v ulici Studentská.
Práce začaly nad parovodní přípojkou. Podzemní trasa betonového kolektoru nebyla přesně odhalena průzkumem. Funkční potrubí vyžadovalo velmi pomalý postup prací, tak aby nedošlo při vrtání zápor a mikropilot k poškození a odpojení školy od vytápění. Odlišný tvar kolektoru oproti předpokládané trase si vyžádal úpravu posun záporového pažení a k rozšíření stavební jámy. Po odhalení skutečné trasy a rozměrů původního kolektoru následovala rychlá úprava prováděcí dokumentace přeložky parovodu vč. železobetonové části.
Napjatý časový plán vyžadoval přeložení parovodního potrubí nestandardně v zimních měsících a s ohledem na zachování provozu školy byla přeložka prováděna přes vánoční svátky a na Nový rok. K provedení přeložky byla nutná spolupráce s provozovatelem parovodního potrubí, který musel dočasně odstavit část potrubí v ulici Studentská. Odstavení potrubí odhalilo provozní poškození na starších potrubních trasách a uzávěrech, které se projevovali neustálým průtokem kondenzované páry. Zastavení průtoku, tak aby bylo možné provést kvalitní napojení svařovaného ocelového potrubí, vyžadovalo operativní řešení techniků.
K úspěšnému zprovoznění parovodu a vytápění došlo 2. ledna 2020. Po realizaci přeložky mohla být provedena demolice původní části kolektoru, zhotovení zbývajících mikropilot a navazující železobetonové konstrukce.
Každá ze čtyř pozic pro založení spodní stavby vyžadovala odlišný přístup při realizaci. U objektu SO02A byla základová spára cca 6,4 metru pod terénem a hloubení vyžadovalo kvůli stísněnému prostoru kombinaci menšího rypadla vsazeného do jámy a rypadla na terénu. Větší rypadlo nemohlo kvůli kolizi ramene s rozpěrným rámem a obvodovou stěnou objektu hloubit samostatně.
U pozice SO01A bylo nutné řešit již zmíněnou přeložku parovodu. Pozice SO01B byla v kolizi s optickými kabely a plynovodní přípojkou. Plynovod byl přeložen mimo stavební jámu a optické kabely zůstaly ve své pozici v průběhu výstavby. Riziko poškození a případné sankce provázely většinu stavby až do provedení zpětného zásypu. Trasa plynovodu ležela do 20 cm od záporového pažení. V místě SO02 byla nejhlubší stavební jáma se dvěma rozpěrnými rámy přes záporové pažení. Mimo složité zajištění jámy bylo nutné ubourat a následně obnovit světlíky podzemního patra. U SO02B byla mělká svahovaná jáma a nutná ochrana optických kabelů u okraje jámy.
KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ
Nové lávky jsou ocelové svařované prostorové konstrukce z trubkových profilů, ztužené v prostředku a na krajích příčnými tuhými rámy. Mostovka je vytvořena tenkou železobetonovou deskou do ztraceného bednění z trapézového plechu. Konstrukce lávek je uložena vždy na čtveřici elastomerových ložisek.
Nadpraží oken stávajících budov pod lávkou musela být v předstihu zesílena pomocí uhlíkových lamel. Skryté pilíře z vysokopevnostního betonu, zapuštěné ve stávajících budovách, které umožní, že dokončené lávky působí jako uložené na budovách. Ve skutečnosti však lávky budovy nepřitěžují a jsou uloženy na pilíře zapuštěné v masivních obvodových zdech.
Pilíře lávek jsou od budov oddilatované a jsou s nimi spojeny pouze v úrovni železobetonových stropních desek pro zabezpečení vodorovné stability pilířů. Spojení zajišťují ocelové přípravky – klouby, které umožňují natočení a svislý posun, ale ve vodorovném směru jsou tuhé. Základy pilířů lávek jsou provedeny v úrovni základové spáry stávajících budov a jsou uloženy nezávisle na stávajících budovách na vrtaných ocelových mikropilotách injektovaných cementovou maltou.
Konstrukce byly podrobeny statické a dynamické analýze v programech Scia Engineer a MIDAS Civil.
U každého objektu bylo nutné provést základovou roznášecí desku na čtyřech dvojicích mikropilot. Roznášecí deska je provedena na úrovni základové spáry objektů a byla částečně zapuštěna do obvodové stěny objektu. Hloubka dosahovala v některých místech přes 6 metrů pod terénem a bylo nutné zajistit hloubení stavební jámy v omezeném prostoru na pozemku stavebníka bez zásahu do provozu ulice Studentská.
Po zhotovení základových desek došlo k zahájení bouracích prací pro budoucí železobetonové pilíře. Při sekání kapes a bourání vstupních otvorů do obvodového pláště jsme narazili na rozdílné skladby stropních konstrukcí, kterým musel být přizpůsoben návrh posuvných kloubů. Vzniklo několik alternativ řešení. V závislosti na odhalených konstrukcích se lišily rozměry posuvných kloubů, délky kotevních prvků, roznášecí plechy nebo typ chemické kotvy.
FINÁLNÍ VZHLED, MONTÁŽ
Spojovací můstky mezi objekty vyžadovaly provedení veškerých konstrukcí s minimálním dopadem na finální vzhled historických objektů. Nestandardní provedení stavby nutilo všechny dotčené strany a osoby k rychlým variantním řešením na základě odhalených skutečností.
Jedním z nich bylo provedení železobetonových pilířů částečně zapuštěných do obvodového pláště. Bylo nutné provést atypické bednění, samostatně pro vnitřní a vnější část.
Vzhledem k velmi omezeným možnostem jak z hlediska prostoru, tak z hlediska provádění některých technologických kroků a především z hlediska rychlosti montáže se rozhodl dodavatel ocelové konstrukce a jejího opláštění pro kompletní sestavení obou lávek mimo prostor stavby a pro jejich transport jako celkových dílců na místo stavby.
Obě lávky byly vyrobeny jako celky sestavené ve výrobních prostorech firmy a to včetně finální protikorozní povrchové úpravy. Na ocelovou konstrukci byla použita běžná uhlíková, konstrukční ocel jen se zvýšenou houževnatostí při nízkých teplotách S 355 J2.
Vzhledem k tvaru dílců, na jejichž průřezu se střídá obdélníkový a šestihranný rám, připomínající benzenové jádro, se žádný z tvarově složitějších styků neopakuje více než 4×. To znevýhodňuje použití automatizovaných metod svařování, a proto byly celé dílce svařené ručními metodami svařování elektrickým obloukem a to metodou 135 (svařování v ochranné atmosféře aktivního plynu) a 111 (svařování obalenou elektrodou). Hotové dílce prošly nejpřísnějšími nedestruktivními testy s použitím ultrazvukové, kapilární a magnetické metody.
Samotné osazení obou lávek provedl dodavatel bezprostředně po jejich příjezdu na místo určení. Ve snaze co nejméně zasahovat do stavebních konstrukcí obou historických budov VŠCHT byly úpravy konané z důvodu osazení lávek provedené opravdu v nejnutnější míře a obě lávky byly osazovány do připravených ložiskových pouzder s vůlí cca 30 mm.
OPLÁŠTĚNÍ
K opláštění nosné ocelové konstrukce lávky zvolil dodavatel hliníkový fasádní systém Metra Poliedra Sky 50, vyhovující svými vlastnostmi a parametry tomuto typu opláštění. Veškerá profilace byla povrchově upravena práškovou vypalovací barvou v odstínu RAL 9016. Z vnitřní strany jsou pohledové svislé hliníkové prvky v šířce 50 mm, z exteriérové strany jsou svislé, vodorovné i šikmé linie strukturální, kdy skla jsou upevněna pomocí nepohledových „upínek“. Spára mezi skly je zatěsněna strukturálním tmelem.
Důležitým faktorem ovlivňujícím celkový vzhled lávek bylo zasklení. Vybrán byl Cool-Lite 176 a to především z důvodu zajištění optimálního poměru světelné propustnosti, solárního faktoru a tepelně izolačních vlastností. Venkovní skla jsou kalená s HST testem, aby nedocházelo k tepelnému šoku, vnitřní vrstvená, u spodních a horních lemů potištěná se vzorem ustupujícího gradientu a opět odkazujícího na motiv benzenového jádra.
ZÁVĚR
Architektonicky i konstrukčně zajímavé lávky již slouží svému účelu – komunikačnímu propojení dvou budov VŠCHT v Praze. Umístit tyto moderní konstrukce mezi stávající klasicistní budovy byl zajímavý nápad, jehož podrobný návrh a realizace se nerodily lehce, ale nakonec (vzhledem k nadstandardní úrovni spolupráci mezi klientem, architekty, statiky i zhotovitelem) byla stavba realizována v relativně rychlém termínu při důrazu na vysokou kvalitu provedení.
Ing. Jan Blažek
Ing. Jakub Šmejkal
Ing. Ondřej Brzák
Ing. Daniel Samek
V-CON, s. r. o.
Prezentace firmy V-CON s.r.o. (dodavatele konstrukčního návrhu a statického posouzení) je ke stažení ZDE.
