Most přes řeku Ebro v Katalánsku

Dne 30. září prezident Katalánska slavnostně otevřel nový most přes řeku Ebro (obr. 1). Most nahrazuje přívoz, který spojoval malá katalánská města Deltebre a Sant Jaume d‘ Enveja, situovaná po obou březích řeky těsně před jejím ústím od moře. Most převádí jak silniční, tak i cyklistickou a pěší dopravu.

S ohledem na prominentní polohu mostu, který je situován v rekreační oblasti v těsném sousedství turistických stezek, bylo rozhodnuto vypsat na nalezení nejlepšího řešení mezinárodní architektonicko-konstrukční sou­těž. Byl specifikován plavební profil a místa napojení na stávající komunikace. Jedním z požadavků byl i návrh zajímavé konstrukce, která odpovídá měřítku krajiny i kulturní tradici spojovaných měst. Aby mostem nebyla přehlušena krajina, byla také specifikována maximální výška konstrukčních prvků nad hladinou řeky – 20 m.

Soutěž, která proběhla v roce 2006, byla dvoukolová. V prvním kole byla hodnocena odborná kvalifikace soutěžících firem, v druhém kole, do kterého postoupilo pět firem, byly hodnoceny návrhy mostů. Je zajímavé, že v porotě byli mimo politiků převážně profesoři z Barcelonské univerzity a jen jeden architekt. Posuzována byla tedy nejen krása mostu, ale i konstrukční a statická efektivita a elegance řešení. Soutěžní návrh vypracovaný firmou Stráský, Hustý a Partneři společně s projekční kanceláři Tec4 z Barcelony získal první cenu a byl vybrán k realizaci. Konstrukci mostu tvoří samokotvená visutá konstrukce, u které jsou tradiční závěsy nahrazeny závěsnými stěnami. Vítězný tým dále vypracoval nabídkový projekt i realizační dokumentaci stavby.

Při zpracování projektu jsme se snažili aplikovat naši filozofii návrhu mostů. Je zřejmé, že základní funkcí mostu je bezpečně a hospodárně převést dopravu přes překážku. A architektura mostu musí tuto základní funkci vyjádřit. To však neznamená, že architektura mostu je determinována pouze tímto základním požadavkem. Je samozřejmé, že most musí být krásný, proporční a musí odpovídat měřítku krajiny, jeho konstrukce musí vyjádřit současnou dobu a pokrok ve vědě i technologii. A především musí zajistit bezporuchový provoz – most tedy musí dobře sloužit uživatelům.

Popisovaný most spojující dvě města převádí nejen osobní vozidla, ale i veškerou dopravu zajišťující provoz měst. Protože chůze v blízkosti hlučných aut a výfukových plynů není příjemná, rozhodli jsme se oddělit automobilovou dopravu od cyklistické a pěší dopravy. Pro toto oddělení jsme využili základní nosné prvky konstrukce, které jsou situovány v ose mostu: pylony, visuté kabely a závěsné stěny. Spojili jsme tak jejich nosnou a provozní funkci.

Vozovka je situována na jedné straně konstrukce a cyklistické a pěší pruhy jsou na straně druhé – u moře. Cyklistický a pěší pruh je oddělen klidovým prostorem s lavičkami a kontejnery s vegetací. Dostatečně široký pruh vytváří nejen prostor pro dopravu, ale i místo pro setkání, pro posezení a oddech.

Protože most křižuje řeku pod šikmým úhlem, umožnilo situování základních nosných prvků v ose mostu výrazně zjednodušit spodní stavbu. Zavěšení v ose také umožnilo navrhnout jasně čitelnou konstrukci. Most v každém pohledu vytváří tvarově čistou konstrukci. Jak mostovka s římsou, tak i spodní stavba a pylony mají shodné tvarování zdůrazňující proudnicový tvar konstrukčních prvků. Aby mohly být navrženy co nejštíhlejší, kombinují ocel s betonem. Konstrukce je štíhlá, transparentní, visuté kabely spolu se závěsnou stěnou připomínají lana a plachty plachetnic plujících pod mostem.

Konstrukční řešení mostu
Most má tří pole s rozpětími 69 + 112 + 69 m (obr. 2). Nosnou konstrukci výšky 2,08 m tvoří čtyřkomorový nosník proudnicového průřezu se zakřiveným podhledem (obr. 3). Nosná konstrukce je rámově spojena s jednosloupovými podpěrami, které plynule přecházejí v nízké pylony výšky 8 m (obr. 4). Průřez pilířů se postupně mění od kruhového do eliptického. Nosná konstrukce mostu celkové šířky 19,3 m je zavěšena na čtyřech visutých kabelech, které přecházejí přes nízké pylony a které jsou na obou koncích mostu kotveny v koncových příčnících. Protože klasické závěsy, přenášející zatížení z mostovky do visutých kabelů, by byly příliš krátké a v mnoha případech by byly tvořeny jen koncovkami komplikovanými z hlediska údržby, nahradili jsme je průběžnou stěnou proměnné výšky. Maximální výška stěny je v místě maximálního ohybového namáhání, které u visutých konstrukcí je přibližně ve čtvrtině rozpětí hlavního pole.

Pro omezení hluku tvoří mostovku ocelový nosník se spřaženou betonovou deskou. Vlastní ocelová konstrukce je tvořena dvou­komorovým nosníkem s velmi vyloženými konzolami (obr. 5). Ocelová konstrukce je po třech metrech ztužena příčníky, které podepírají spřaženou mostovkovou desku. Na koncích mostu je nosná konstrukce zesílena ocelobetonovými koncovými příčníky přenášejícími reakce z krajních ložisek do středních stěn.

Mostovka je s pylony a vnitřními podpěrami spojena rámově, na krajních opěrách je uložena na dvojicích všesměrných ložisek, které jsou v ose mostu doplněny vodicími ložisky přenášejícími příčné síly vyvolané větrem. Na opěrách je také konstrukce doplněna takzvanými stoppery (shock transition units), které spolu s pilíři přenášejí případný náraz lodí a zlepšují dynamickou odezvu konstrukce.

Pylony a pilíře jsou tvořeny ocelovými slou­py vyplněnými betonem. Pilíře jsou navíc obetonovány. Vnější železobetonový plášť se významně podílí na přenosu zatížení v pilíři; výjimkou je oblast spojení s mostovkou – tento detail je navržen pouze z oceli, plechy jsou zde lokálně zesíleny až na tloušťku 100 mm.

Mostovková deska byla betonována až po smontování ocelové konstrukce do ztraceného bednění tvořeného ve střední části horní pásnicí středních komor a vlnitým plechem uloženým na příčníky.

Mostovka je nesena a předepnuta čtyřmi visutými kabely situovanými v ose mostu. Kabely sestávají ze 73 lan o průměru 15,7 mm. Kabely jsou průběžné a jsou kotveny v koncových ocelobetonových příčnících. Na pylonech jsou podporovány sedly z ocelových trubek s poloměrem zakřivení 5,7 m. Trubky jsou zde podporované svislými výztuhami. Předpínací lana jsou vedena a zainjektována v polyetylenových trubkách. V části mezi pylonem a střední stěnou vyčnívající nad povrch vozovky jsou vedeny v ocelových trubkách přivařených jak k trubkám sedla, tak i ke střední stěně. V době výstavby přenášely trubky tíhu montované konstrukce, po napnutí předpínacích lan, kdy došlo k jejich odlehčení, se výrazně podílejí na přenosu namáhání nahodilým zatížením.

Statická a dynamická analýza
Při statickém výpočtu mostu bylo samozřejmě nutné respektovat španělské předpisy pro navrhování mostních konstrukcí pro určení zatížení (IAP – Instructión sobre las accíones a consíderar en el proyecto de puentes de carreteras) i pro posouzení spřažené konstrukce (Recomendaciones para el proyecto de puentes mixtos para carreteras RPX – 95). Při návrhu bylo nutno zohlednit také účinky seizmicity pro návrhové spektrum zrychlení podloží 0,07 g. Výpočet byl proveden spektrální analýzou.

V nabídkovém projektu byla konstrukce analyzována programovým systémem ­ANSYS. Ocelová konstrukce byla modelována deskostěnovými prvky, betonové části byly modelovány prostorovými prvky. Byly ověřeny detaily přenosu zatížení v kotevních příčnících, mechanismus přenosu ohybových momentů mezi mostovkou a pilíři, vyhodnoceno smykové ochabnutí v příčném a podélném směru a byl vyšetřen mechanismus přenosu zatížení ze střední stěny komory do bočních.

V prováděcím projektu byla konstrukce ověřena programovým systémem MIDAS, který umožnil provést detailní časově závislou analýzu postupu výstavby.

Expertní posudek týkající se aerodynamické stability mostu při dynamickém zatížení větrem zpracoval prof. Pirner na základě výsledků modální analýzy provedené v nabídkovém projektu.

Postup výstavby
Pro stavbu vnitřních podpěr byly u obou břehů postupně nasypány umělé poloostrovy, z nichž byly vyvrtány 41,5 m dlouhé piloty o průměru 1,8 m. Nejdříve byl vybudován poloostrov na straně města Deltebre, po smontování ocelové konstrukce byla zemina odtěžena a použita pro stavbu polo­ostrova na straně města Sant Jaume d‘ Enveja. V larsenových jímkách byly vybetonovány základy podpěr. Potom byly osazeny ocelové sloupy tvořící tuhé vložky vnitřních podpěr (obr. 6).

Po jejich přikotvení k základům byly sloupy současně vyplněny betonem a obetonovány. Na umělých poloostrovech byl následně blokově smontován páteřní dvoukomorový nosník krajních polí s přečnívající konzolou do středního pole.

Následně byl průřez doplněn vnějšími ocelovými konzolami (obr. 7). Potom byly osazeny ocelové sloupy a sedla pylonů, která byla následně vybetonována. Následovalo osazení a přivaření trubek spojujících sedla pylonů se středními stěnami.

Střední část ocelové konstrukce délky 61,4 m a hmotnosti 500 t tvořená dvoukomorovým nosníkem s konzolami byla sestavena na břehu a následně zaplavena pod most (obr. 8). Po zakotvení čtyř svislých kabelů byla konstrukce vyzdvižena do projektované polohy čtveřicí předpínacích pistolí (obr. 9). Polohu pistolí bylo možno směrově upravit, a tak se podařilo přesně navázat vyzdvihovanou část ocelové konstrukce na již smontované části. Po vložení a svaření vyrovnávajících plechů byla protažena a částečně napnuta předpínací lana tvořící vnější visuté kabely. Tíha ocelové konstrukce tak byla ekonomicky přenášena tahem předpínacích kabelů.

Následně byla vybetonována spřažená betonová deska a koncové příčníky. Poté byly kabely dopnuty na projektované napětí. Aby po délce kabelu bylo dosaženo rovnoměrného namáhání lan a aby pylony nebyly namáhány třecí silou vznikající v sedlech, bylo kotevní napětí v lanech po jejich napnutí zmenšeno o hodnotu tření, které vzniká mezi kotvami a pylony.

Dále následovaly dokončovací práce a byla provedena zatěžovací zkouška. Konstrukce byla ověřena pěti zatěžovacími stavy, které ověřily jak ohybovou, tak torzní únosnost konstrukce.

Závěr
Most (obr. 10) byl příznivě přijat jak odbornou, tak i laickou veřejností. Investorem mostu je Gestió d‘ Infraestructures, S.A.U. – GISA, Barcelona. Projekt mostu byl zpracován firmou SHP Brno společně se španělskou firmou Tec4, Barcelona. Kontrolou projektu byla pověřena firma APIA XXI. Most postavila firma FCC Construcción, Madrid, pro visuté kabely byl použit systém BBR.

Při projektu mostu byly aplikovány výsledky projektu Ministerstva průmyslu a obchodu ČR FD-K/092 Ekologické a estetické spřažené mostní konstrukce. Příspěvek vznikl za finanční podpory MŠMT ČR, projekt 1M0579, v rámci činnosti výzkumného centra CIDEAS.

TEXT: Jiří Stráský, Diego Cobo, Petr Novotný, Ingrid Raventos
FOTO: archiv autorů

Jiří Stráský je jedním ze zakladatelů společnosti Stráský, Hustý a Partneři a zároveň pracuje v Ústavu betonových a zděných konstrukcí na Stavební fakultě VUT v Brně. 
Diego Cobo je partner a vedoucí projektant mostů firmy Tec4, Barcelona.
Petr Novotný je zodpovědný projektant mostu za firmu SHP, Brno.
Ingrid Raventos je zodpovědná projektantka mostu za firmu Tec4, Barcelona.

Článek byl uveřejněn v časopisu Inžinierske stavby/Inženýrské stavby.