Mosty, které ukazují novou cestu

Subtilní zavěšená lávka nad Vltavou byla vybudována z ultra vysokohodnotného betonu s rozptýlenou kovovou výztuží. Ze stejného materiálu je také lávka v Příboře. Ultra vysokohodnotný vláknobeton se už dříve osvědčil na lávce přes Dřevotický potok a zdá se, že se bude díky svým mechanickým vlastnostem a odolnosti využívat stále častěji.

Autoři obou lávek působí na Kloknerově ústavu ČVUT v Praze, kde se věnují návrhům a realizacím mostních konstrukcí z UHPFRC (ultra vysokohodnotný beton s rozptýlenou kovovou výztuží). Architekt a mostní inženýr Petr Tej společně s Ondřejem Císlerem už dříve navrhli lávku přes Dřetovický potok, která v roce 2019 postoupila mezi finalisty České ceny za architekturu. Také pro ni byl jako materiál vybrán vysokopevnostní mrazuvzdorný UHPC beton třídy C110/130 s rozptýlenou výztuží. Architektonický návrh experimentoval s hranicí lehkosti a subtilnosti lávky.

Mezi další úspěšné projekty patří návrh lávky mezi Holešovicemi a Karlínem v Praze, který už má stavební povolení a s jeho realizací se začne koncem léta. Konceptem tohoto mostu je prostorová křivka, jeho architektura využívá minimalistické sochařské tvarosloví. Konstrukce nebrání chodcům a cyklistům v pohledech na město, vodu a stromy. Most je opět navržen z UHPC s lesklým bílým mramorovým povrchem.

Materiál budoucnosti

Ultra vysokohodnotný vláknobeton UHPC (Ultra High Performance Concrete), případně UHPFRC (Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete) má válcovou pevnost v tlaku 110 až 200 MPa, tah za ohybu 20–40 MPa. Zásadní je u něj vysoká trvanlivost násobně převyšující požadavek na XF4 pro běžný beton. Důvodem odolnosti je i extrémně nízký vodní součinitel na úrovni 0,2–0,25, oproti běžným betonům poloviční. Díky tomuto materiálu se mohou navrhovat například tenkostěnné konstrukce.

Vývojem UHPC, návrhových metod a technologií zpracování se zabývá Kloknerův ústav ČVUT v Praze. „Cementovými hmotami se zabýváme dlouhodobě, proto nás oslovila společnost Skanska. Společně jsme vyvinuli vysokopevnostní jemnozrnný, ocelovými vlákny vyztužený materiál označovaný jako UHPC. Nyní ve výzkumu pokračujeme zejména se společností KŠ Prefa. Kloknerův ústav se významně podílel na projektu lávky přes Dřetovický potok. Věnovali jsme se mu intenzivně. Vyráběli jsme bednění, dávali dohromady technologii, byli jsme u betonáží a realizovali množství zkoušek. Myslím, že lávka může sloužit jako referenční důkaz možností tohoto materiálu. Člověk má díky její tenkostěnné konstrukci a proporcím pocit, že ani nemůže být z betonu,“ říká ředitel Kloknerova ústavu Jiří Kolísko.

Podle Jiřího Kolíska je UHPC obdobný milník ve vývoji stavebních technologií, jako byl předpjatý beton. Spojení obou technologií navíc nabízí unikátní možnosti. „Ještě si neuvědomujeme, jaký typ materiálu se nám dostává do ruky. A bude nám chvilku trvat, než si jeho vlastnosti osvojíme. Je to materiál, který se svými mechanickými vlastnostmi blíží chování kovů. Kombinace mechanické pevnosti matrice a všesměrného vyztužení vláken dávají UHPC vysokou pevnost a zároveň jistou duktilitu, takže je značně odolný. Navíc jej dokážeme vyrobit betonářskou technologií, to je vylitím za studena. Pakliže vývoj půjde dál současným tempem, dostaneme se během deseti či patnácti let i v průmyslovém měřítku k pevnosti 200 a více MPa. Pro stavebnictví je to obrovský skok dopředu,“ uzavírá ředitel Kloknerova ústavu.

Lávka přes Dřetovický potok

Konstrukční řešení na rozpon 10 m se vzepětím 0,4 m využívá dvojí zakřivení geometrie lávky, stabilizuje lávku v obou stěžejních směrech a umožnilo i jednoduché zavětrování zábradlí. Pro zátěžové zkoušky a ověření vlastností konstrukce i technologie odlévání byl vytvořen prototyp lávky. Směs UHPFRC se skládá z cementu, jemného kameniva s maximální velikostí 2 mm, strusky, mikrosiliky a ocelových mikrovláken délky 13 mm. Objemový podíl vláken činí 1,5 %. Směs se dobarvovala černým pigmentem.

Jedním z hlavních problémů byla technologie betonáže: „Při betonáži lávky číslo 1 se po odbednění ukázalo, že povrchy desek jsou krásně hladké. Do finální pozice pak byla otočena pomocí dvou jeřábů. Touto manipulací jsme si ověřili tahovou únosnost příčného řezu, neobjevily se žádné dodatečné trhliny. Poté lávka prošla zatěžovací zkouškou. Ukázalo se, že tuhost zábradelních stěn a jejich napojení na mostovku neodpovídá předpokladům. V projektu jsme pak zesílili zábradelní stěny na 35 mm a upravili poloměr zaoblení v přechodu mezi deskou a svislými stěnami. Bednění jsme upravovali v Kloknerově ústavu, další technologický postup byl shodný jako v prvním případě a statická zatěžovací zkouška potvrdila správnost úpravy návrhu a dostatečnou nosnost lávky. Pevnost UHPFRC v tlaku splnilo požadavek návrhu a statického výpočtu na třídu C 110/130 a odpovídalo třídě C 130/150. Modul pružnosti dosahoval hodnoty 50 GPa. Pevnost v tahu za ohybu měřená na trámečcích 40 x 40 x 160 mm byla v průměru 28 MPa,“ uvádí autor návrhu, architekt a mostní inženýr Petr Tej.

Lávka v Lužci nad Vltavou

Obec nedaleko Mělníka je od roku 1907, kdy byl vybudován laterální kanál mezi Hořínem a Vraňany, jedinou obcí v České republice, která má celé své území na ostrově. Ostrov je zároveň největším ostrovem na řece Vltavě. Lávka je vedena přes nesplavný tok řeky směrem k obci Bukol, přes řeku převádí severojižní cyklotrasu EuroVelo 7 vedoucí ze Švédska na Sicílii. Architektonický návrh byl založen na lehkosti a subtilnosti, které jsou umožněny díky materiálu UHPFRC.

Lávku její autoři koncipovali jako zavěšenou konstrukci s jedním pylonem a dvěma poli o rozpětích 30+100 m. Hlavní pole překračuje řeku šířky 70 m. Pylon je ocelový, výšky 40 m a tvoří v rovinaté krajině protiváhu kostelní věži. Mostovka je vedena ve výškovém oblouku s poloměrem 777 m a je sestavena z přímo pochozích prefabrikátů z UHPFRC. Závěsy tvoří 17 párů uzamčených ocelových lan. Mostovka byla nad břehy montována na pevné skruži. Část nad řekou se montovala letmo. Mostovka je sepnuta dvěma volnými kabely. Barevně jsou všechny prvky konstrukce sjednoceny a dematerializovány tóny středně šedé barvy.

„Zapojení mostů a lávek do okolní krajiny nebo do městské scenérie je pro nás nesmírně důležité. V tomto případě je lávka do krajiny integrována nově vysazenou dubovou alejí podél původní cesty na bukolské straně. Duby v budoucnu dorostou do výšky pylonu a stanou se součástí prožitku cesty přes řeku,“ říká Petr Tej.

Lávka přes řeku Lubinu

… most jako kámen položený přes vodu
… most lapidární
… most socha – socha mostu
… most z ušlechtilých materiálů

U minimalistického objektu z dokonalého materiálu byla důležitá jeho sochařská kvalita. Jednoduchá geometrická forma a odstranění všeho nepodstatného umožňuje návštěvníkovi intenzivně vnímat základní obsah tohoto archetypu. Forma mostu je lapidární, most jako kámen položený přes vodu je nejstarší formou mostů. Povrch mostu je ušlechtilý, konstrukce je z lesklého hladkého betonu. Zábradlí z kruhových nerezových tyčí, madlo je dřevěné, masivní, široké, lakované lodním lakem. Osvětlení mostu pomocí světel v madle zábradlí.

Lávka je jedinečná segmentová konstrukce, první svého druhu na území ČR. Navržena byla jako prostý nosník o rozpětí 35 metrů, který je vytvořený sepnutím pěti dvoukomorových segmentů délky 7,2 m, šíře 2,5 m a výšky 0,8 m. Ze statického hlediska má nosná konstrukce unikátní štíhlostní poměr výšky ku délce 1:44.

Jako konstrukční materiál byl použit UHPFRC třídy C110/130 s rozptýlenou ocelovou výztuží. Jeho mechanické vlastnosti (pevnost v tlaku 120–180 MPa, tahu za ohybu cca 20–40 MPa) a zpracovatelnost umožňují navrhovat nové konstrukce specifických parametrů a tvarů. Současně je zásadní pro využití velmi vysoká trvanlivost násobně převyšující běžný beton. Díky výjimečné trvanlivosti a odolnosti může být konstrukce přímo pochozí bez dodatečných hydroizolací a krycích povrchů.

Objem lávky vylehčuje dvacet rozměrných polystyrenových bloků. Jedná se o skrytou roštovou konstrukci tvořenou systémem vzájemně spolupůsobících podélných a příčných žeber. Segmenty lávky jsou podélně sepnuty předpínacími lany vedenými v podélných žebrech vnitřního roštu. Předpětí je, netradičně pro segmentové konstrukce, řešeno zvedanými kabely parabolického průběhu. Pro lávku byl navržen unikátní vícenásobný systém ochrany předpínacích lan.

„Předobrazem návrhu byla starodávná forma mostů, které se nacházejí na mokřadech anglického západního venkova – Bodmin Moor, Dartmoor a Exmoor – a v dalších oblastech Spojeného království a Skotska. Tyto mosty tvoří velké ploché desky z kamene, často z žuly nebo břidlice, podepřenými na kamenných pilířích nebo spočívajících na březích potoků. Díky vlastnostem UHPFRC bylo možné archetypální formu přepsat do tohoto vynikajícího materiálu,“ doplňuje autor návrhu Petr Tej. 

-vis-
Foto: BoysPlaynice