Výstavba nové lávky pro pěší a cyklisty přes Vltavu v Praze Troji

Článek popisuje návrh a postup výstavby konstrukce v rámci obnovy původní Trojské lávky v Praze, která byla zdemolována po jejím pádu v prosinci roku 2017. Nová lávka je umístěna ve stejné poloze jako původní konstrukce, avšak liší se novým výškovým vedením nivelety komunikace a především konstrukčním řešením.

ÚČASTNÍCI VÝSTAVBY

• Objednatel stavby: Hlavní město Praha
• Generální zhotovitel stavby: SMP CZ, a. s.
• Zhotovitel zakládání: Zakládání staveb, a. s.
• Zhotovitel železobetonových konstrukcí: MEWI s. r. o.
• Výroba a montáž ocelové konstrukce: MCE Slaný s. r. o.
• TDS: IBR Consulting, s. r. o.
• Generální projektant RDS: NOVÁK & PARTNER, spol. s r. o., VALBEK spol. s r. o.
• Autoři návrhu: GEM VISION
• Inženýrská činnost: BOMART spol. s r. o.

ÚVOD

Nová Trojská lávka překračuje koryto řeky Vltavy a spojuje levý břeh Císařského ostrova s pravým břehem městské části Troja v místě původní lávky. Tímto znovu realizovaným přemostěním tak dojde k obnově velmi vyhledávané spojnice pro pěší a cyklisty mezi Císařským ostrovem a oblastí pravého břehu, kde se nachází pražská ZOO, Botanická zahrada a páteřní cyklostezka A2.

Nová konstrukce lávky je umístěna ve stejné půdorysné poloze jako původní konstrukce. Tělesa krajních opěr O1 a O7 jsou prakticky ztotožněna s původními krajními opěrami. Výškové řešení konstrukce vychází z požadavků na minimální výšku nivelety cyklistické stezky nad okolním terénem a překonání toku bez ovlivnění průtokových poměrů přemostěné vodoteče. Z tohoto důvodu je nově komunikace na mostě vedena v konstantním podélném spádu s vrcholovým zakružovacím obloukem s nejvyšším bodem v polovině rozpětí hlavního pole přes koryto řeky Vltavy. Uživatelsky bylo dosaženo mnohem příznivějšího vedení nivelety. Většina délky konstrukce je umístěna nad úroveň Q₁₀₀, respektive střední část je umístěna dokonce nad úrovní Q₂₀₀₂ (obr. 1).

POPIS KONSTRUKCE MOSTU

Základní uspořádání konstrukce
Lávka je navržena jako subtilní ocelová konstrukce převádějící komunikaci pro pěší a cyklisty přes řeku Vltavu. Konstrukce funkčně a prostorově splňuje požadavky norem pro zatížení chodci a průjezd vozidla Integrovaného záchranného systému do celkové hmotnosti 3,5 tuny.

Ze statického hlediska jde o nesymetrickou spojitou konstrukci o celkové délce 253 metrů a šesti polích. Rozpětí polí jsou 24,5 + 40 + 45 + 55 + 45 + 42 metrů. Mostovka má konstantní volnou šířku mezi zábradlím 4 metry (obr. 3). Nosná konstrukce je tvořena páteřním ocelovým kruhovým profilem a soustavou příčníků a podélníků. Pochozí část mostovky je dřevěná – z tropického dřeva AZOBE. V podélném směru povrch konstrukce stoupá v konstantním sklonu až k pilíři P3, odkud opisuje výškový oblouk až do úrovně pilíře P6, kde opět klesá ke druhé opěře (obr. 2).

Ocelová konstrukce je na krajních opěrách uložena na dvojici kalotových ložisek. Přechod dilatační spáry je navržen pomocí atypického hřebenového mostního závěru. S pilíři je nosná konstrukce pevně spojena pomocí čepových styků, čímž je zaručeno volné natáčení nosné konstrukce. Ohybová poddajnost pilířů umožňuje podélný posun nosné konstrukce.

Založení mostu
Lávka je založena hlubinně na vrtaných železobetonových pilotách průměru 0,90 metru. Na základě výsledků provedeného inženýrsko-geologického průzkumu byly všechny piloty navrženy jako vetknuté do vrstvy únosných slabě zvětralých břidlic R4/R3. Od tohoto požadavku a od polohy základové spáry je pak odvislá celková délka pilot, respektive délka hluchého vrtání. Pro realizaci založení pilířů P4 a P5, které jsou situovány v řece, byly zřízeny dočasné poloostrovy, umožňující pohyb vrtné soupravy pro vrtání pilot na obou březích. Poloostrovy byly tvořeny dočasnými štětovnicovými stěnami.

Šířka montážních poloostrovů je 10 metrů, délka vystupující části do řečiště řeky Vltavy je cca 40 metrů. Následně byly tyto dočasné poloostrovy využity pro montáž nosné konstrukce. Bylo na nich realizováno montážní podepření pro výstavbu nosné konstrukce. Po dokončení výstavby byly tyto poloostrovy kompletně odstraněny a řečiště Vltavy bude postupně vráceno do původní podoby před začátkem výstavby mostu.

Základy pilířů tvoří masivní železobetonový nosník o rozměrech definovaných odlišně pro jednotlivé podpory podle počtu pilot a namáhání.

Spodní stavba
Pilíře jsou tvořeny spodní betonovou částí plynule navazující na základ a horní ocelovou částí. Horní úroveň betonové části dříku pilíře je na výškové úrovni odpovídající přibližně hladině při povodňovém průtoku Q5 (obr. 4). Na betonovou část navazuje ocelová část dříku pilíře ukončená uzavíracím diafragmatem a přechodem na čep pro uložení nosné konstrukce. Pro snížení tření v čepových spojích byla na jednotlivé čepy nasazena teflonová kluzná pouzdra.

Pro eliminaci velkého ohybového namáhání krátkého pilíře P2 je čepový spoj u tohoto pilíře navržen i v jeho spodní úrovni. Ocelový dřík pilíře P2 je tak navržen jako dokonale kyvná stojka. Průřez obou částí pilířů (ocelová i betonová část) je navržen v hydraulicky výhodném tvaru, tak aby se maximálně eliminovaly nepříznivé účinky (vznik vírů) při jeho obtékání vodou v řečišti.

Ocelové konstrukce nástavců pilířů jsou řešeny jako uzavřené svařované průřezy eliptického tvaru z oceli S355. Tvar průřezu je dán složením válcových ploch. Návodní a povodňová hrana pilířů je tvořena trubkou průměru 219 mm. Skroužené plechy stěn pilířů jsou navrženy o tloušťce 16 mm. V hlavě pilířů je nosná konstrukce připojena pomocí čepového styčníku. Všechny uzavřené profily v konstrukci jsou vyprojektovány jako vzduchotěsně a vodotěsně uzavřené.

Krajní opěry jsou navrženy jako masivní, tvořené základem, dříkem a úložným prahem. Na opěry navazují boční křídla, která zajišťují stabilitu přiléhajících násypových těles (obr. 5). Na základě stavebně-technického průzkumu, který potvrdil velmi dobrou kvalitu betonu původních opěr z hlediska pevnosti, avšak jako zcela nevyhovující proti působení vody a chemickým rozmrazovacím látkám, bylo rozhodnuto pro kompletní odbourání základové desky původní opěry O1. Byly ponechány milánské stěny pro realizaci založení nové opěry O1. U krajní opěry O7 bylo přistoupeno k zachování základového bloku, do kterého byly vyříznuty dva bloky šířky 1 400 mm a hloubky 600 mm. Do těchto výřezů byla vetknuta nová opěra, která částečně leží na původních milánských stěnách. Zároveň došlo k odbourání povrchu původního dříku v mocnosti cca 150 mm pro budoucí navázání pochozího povrchu opěry a pokračující komunikace.

Nosná konstrukce
Hlavní nosník trámové konstrukce je navržen z kruhové trubky průměru 914 mm. Tloušťka stěny hlavního nosníku je odstupňována s ohledem na namáhání konstrukce. Hlavní nosník je v plném rozsahu z oceli S355. Na hlavní nosník je částečně nasazen příčník tvaru I profilu. Horní pásnice příčníku je realizována z plechu tloušťky 12 mm. Dolní pásnice je zhotovena z kruhové trubky průměru 60,3 mm. Osová vzdálenost příčníků je 2,5 m. Přípoje příčníků jsou navrženy jako celosvařované s koutovými svary. Nosná konstrukce je rozdělena na 12 montážních celků o délce 20 až 25 metrů.

Jednotlivé příčníky jsou navzájem propojeny zapuštěnými podélníky z profilu U120. Krajní podélník je navržen z nerezové trubky průměru 193,7 mm a tloušťky stěny 10 mm. Kromě kotevní funkce pro fošny mostovky a prvky zábradlí slouží i pro vedení kabelů elektroinstalace osvětlení lávky. Střední podélník tvaru T je z důvodu koroze proveden z nerezové oceli.

Nosná konstrukce je vyrobena bez klasických ložisek na pilířích. Síly z nosné konstrukce jsou přenášeny prostřednictvím čepových styků do spodní stavby. Čepy jsou navrženy průměru 120 mm z nerezové oceli 1.4541 (dle ČSN 17 248). Střední plech čepového spoje obsahuje kompozitní kluzné pouzdro z nerezové oceli potažené vrstvou PTFE.

Mostovka je vyhotovena z tropického dřeva AZOBE (obr. 6 a 7). Toto tropické dřevo se vyznačuje velkou odolností, trvanlivostí a pevností. Považuje se za dřevo prakticky nezničitelné vnějšími vlivy a imunní proti poškození hmyzem. Jednotlivé fošny jsou přišroubovány prostřednictvím nýtovacích matic k lemu krajního podélníku a středního podélníku.

STATICKÁ A DYNAMICKÁ ANALÝZA

Výpočet mostní konstrukce byl proveden v programu SCIA Engineer. Jednotlivé statické veličiny od stálého a nahodilého zatížení s uvážením postupu výstavby a montáže byly určeny na prostorovém prutovém modelu. Pro kontrolní výpočet a dynamickou analýzu byl použit program Midas Civil. Při dynamické analýze byla velká pozornost věnována odezvě konstrukce na buzení pohybujícími se chodci.

Vlivem poměrně malé ohybové tuhosti páteřního nosníku bylo nutné posoudit desítku vlastních tvarů kmitání na účinky buzení chodci. Již v zadávací dokumentaci byly navrženy tři dvojice tlumičů svislého kmitání. Díky přerozdělení materiálu se podařilo posunout jeden z vlastních tvarů konstrukce, tak aby mezní zrychlení pro tuto frekvenci bylo vyhovující. Realizovaná konstrukce je tedy finálně osazena dvěma dvojicemi tlumičů o hmotnosti jednoho tlumiče 1 750 kg. Tlumiče se nacházejí ve druhém poli a v pátém poli (obr. 8).

MONTÁŽ OCELOVÉ KONSTRUKCE

Zajímavým aspektem projektu a její realizace byla otázka způsobu montáže nosné konstrukce. Ocelová konstrukce byla vyráběna v mostárně ve firmě MCE Slaný. Nosná konstrukce byla montážně rozdělena na 12 dílců délky 20 až 25 m. První trojice dílců HN6 až HN8 byla montována na Trojské straně (pravém břehu) v poloze rovnoběžně s řekou.

Pro osazení hlavního pole do definitivní polohy byla zvolena technologie plavení. Trojice svařených dílců celkem měřila 75 metrů a vážila více než 90 tun. Po svaření konstrukce bylo nutné dílec na jedné straně posadit na připravený ponton. Pro otočení konstrukce pásovým jeřábem na ponton byla jedna z montážních podpor uzpůsobena jako otočný čep. Po osazení konstrukce na ponton byl její druhý konec převzat z otočného čepu jeřábem. Naložené hlavní pole bylo zprvu pootáčeno do středu řeky pomocí lodních vrátků a druhý konec lávky popojížděl pomocí pásového jeřábu po zpevněné ploše. V poslední fázi byla konstrukce převzata druhým jeřábem a dvojitým zdvihem osazena na pilíře.

Další dílce ocelové konstrukce již byly svařovány v projektované poloze prostřednictvím montážní podpěry situované uprostřed montovaného pole (obr. 9). Po zavaření montovaného pole byla konstrukce vždy odskružena a přistoupilo se k montáži pole následujícího.

Díky výborné montážní práci se povedlo precizně dodržet požadovanou geometrii konstrukce. Ačkoliv je konstrukce poměrně ohybově měkká a je nadvýšena až o 458 mm, výsledná odchylka od projektovaného tvaru je do 25 mm.

ZÁVĚR

Montáž hlavní nosné konstrukce skončila koncem července 2020. Začátkem srpna proběhlo finální podlití pilířů P4 a P5. V současné době probíhá finalizace prvků mostovky, zábradlí a jejího kompletního vystrojení. Započaty byly práce na přístupových komunikacích a budování předpolí na Císařském ostrově. V posledním týdnu měsíce září budou realizovány statické a dynamické zatěžovací zkoušky. Stavba jako celek by měla být předána zadavateli koncem října 2020.

Realizace této lávky je ukázkou dobré vzájemné spolupráce projektantů, architektů, zhotovitelů a v neposlední řadě investora. Tato stavba je unikátní nikoliv svým rozsahem, ale zejména technickým řešením. Popřejme tedy nové lávce hodně spokojených uživatelů a skvělou kondici po celou dobu její plánované životnosti.

doc. Ing. Lukáš Vráblík, Ph.D., FEng.
Ing. Petr Harazim
VALBEK, spol. s r. o.

Akad. Arch. Ing. Arch. Libor Kábrt
Ing. Arch. Gabriela Elichová, Ing. Arch. Martin Elich
GEM VISION

Ing. Tomáš Záruba, Bc. Radek Ševčík, DiS.
Ing. Stanislav Vojtášek
SMP CZ, a. s.

LITERATURA:
[1] NOVÁK&PARTNER, s. r. o. – Projektová dokumentace RDS, 19/2019