Stavební údržba Vranovské lávky

V roce 1993 byla v krásném prostředí Vranovské přehrady postavena přes Švýcarskou zátoku visutá lávka pro pěší. Projekt a realizace lávky, které jsou podrobně popsány v [1] a [2], získaly řadu ocenění. Mostovka lávky o jednom poli s rozpětím 252 m a tloušťkou jen 400 mm je zavěšena na dvou skloněných visutých kabelech o třech polích 30 + 252 + 30 m (obr. 2 a 3).

Kabely byly sestaveny ze 2× 108 předpínacích lan Ø 15,5 mm, které byly zainjektovány v ocelových trubkách. Stavební postup byl navržen tak, že v trubkách i injektážní maltě vzniklo tlakové napětí, které garantovalo nejen ochranu proti korozi, ale také spolupůsobení jednotlivých prvků. Visuté kabely přechází přes ocelová sedla situovaná v příčlích betonových pylonů tvaru písmene A a jsou zakotveny v kotevních blocích. Tah z kabelů je přenesen z kotevních bloků do jejich základů předpětím vyvozeným skloněnými předpínacími tyčemi a odtud je přenesen předpjatými skalními kotvami do základové půdy tvořené zvětralou svorovou rulou. Základy kotevních bloků a opěr jsou vzájemně spojeny předpjatými táhly (obr. 4).

Lávka převádí nejen pěší dopravu, ale také plynové a vodovodní potrubí. Mostovka je v proměnném podélném sklonu – od 8 % u opěr do 0 % uprostřed rozpětí – a má proměnnou šířku – od 9,7 m u opěr do 6,5 m uprostřed rozpětí. Svislé a vodorovné zakřivení mostovky umožnilo stabilizovat konstrukci vnějšími kabely sledujícími křivky vnějších hran mostovky.

Pylony byly betonovány ve vodorovné poloze a následně byly tahem kabelů kotvených v protilehlých kotevních blocích vyzdviženy do projektované polohy.

Mostovka je sestavena z prefabrikovaných segmentů, jejichž průřez tvoří dva krajní trámy a deska. U spár jsou segmenty ztuženy příčníky. Segmenty byly postupně, ve směru od středu mostu ke krajním opěrám, zavěšovány na visuté kabely a po jejich montáži byly mezi segmenty vybetonovány spáry a mostovka byla předepnuta. Plynové a vodovodní potrubí je vedeno na vnějších, vzájemně nespojených konzolách. Konstrukce je předepnuta vnitřními předpínacími kabely (prestressing tendons) a je ztužena vnějšími kabely (external tendons) kotvenými v opěrách. Mezi koncové segmenty a opěru byly vloženy předepnuté tartanové desky (tartan plates), které přenášely část tlakového napětí z mostovky do opěr a současně vytvářely vodotěsný dilatační závěr. Konstrukce tak tvořila částečně samokotvený konstrukční systém, ve kterém byla část tlakové síly přenášena z mostovky do opěr a následně do základů kotevních bloků (obr. 7). Příčné vodorovné účinky větru jsou zachyceny vodicími ložisky situovanými na opěře.

Aerodynamická stabilita lávky je zajištěna konstrukčním systémem využívajícím geometrické tuhosti mostovky a vnějších kabelů.

Realizace lávky prokázala, že účelná kombinace prefabrikovaného betonu s technologií vnějšího předpětí umožňuje stavbu konstrukce mimořádné lehkosti, která je současně bezpečná i pohodlná pro chodce. Mostovka se štíhlostí d/​​l = 1/630 patří mezi nejštíhlejší postavené konstrukce v ČR.

Bohužel realizace lávky odpovídala době, kdy byla stavěna. Původní investor, národní podnik Rekreace, přestal v době stavby existovat. Odborný dozor na stavbě nebyl přítomen a kvalita provedení závisela jen na profesní cti dodavatele. Kotevní bloky byly nesmyslně obloženy prefabrikovanými betonovými prvky, které nejen poškodily architekturu lávky, ale také neumožňovaly kontrolu jejich funkce. Na izolaci mostovky, která měla být tvořena plastbetonem, nezbyly peníze. Správcem lávky se stal městys Štítary, který na údržbu lávky neměl ani prostředky, ani odbornou kvalifikaci.

Protože však nebyla v zimě používána posypová sůl, zůstala prefabrikovaná mostovka bez poškození. Předpětí zajistilo ve spárách dostatečnou tlakovou rezervu a funkci. Ve spárách mezi prvky nebyly vidět výluhy svědčící o korozi předpínací a betonářské výztuže. V průběhu let však povrchový beton segmentů a tartanové desky tvořící dilatační závěry degradovaly a dilatační závěry tak přestaly řádně fungovat. Po zasažení pylonu bleskem byly na obou pylonech objeveny svislé trhliny a z vrcholu jednoho pylonu odpadl malý blok betonu [3]. Obnovit potřebovaly také nátěry ocelových prvků konstrukce.

V roce 2014 byla provedena diagnostika konstrukce lávky [4] a byl vypracován projekt stavební údržby. Nejdříve byla vyhotovena dokumentace pro ohlášení stavby a po získání finančních prostředků v roce 2018 byla zpracována realizační dokumentace [5]. Protože bezpečnost konstrukce závisí na stavu visutých kabelů, byl původní projekt rozšířen o jejich diagnostiku.

Před zahájením oprav byl stav konstrukce podrobně zdokumentován. Na předchozí fotografii je zachycen stav podélně předpjaté mostovky z 31. srpna 2018, tedy po 25 letech provozu. Je zřejmé, že pokud by výztuž mostovky měla dostatečné krytí (50 mm), mohla by, tak jako podobné konstrukce v USA, zůstat bez hydroizolace.

Cílem diagnostiky visutých kabelů bylo zjištění stavu lan nosných visutých kabelů a celistvosti jejich protikorozní ochrany. Případné korozní úbytky lan a dokonalost proinjektování visutých kabelů byly ověřeny jednak vizuálně na provedených vývrtech, jež byly realizovány v nejvyšším a nejnižším místě kabelů, a jednak metodou magnetické paměti ocelového potrubí provedenou kontaktním i bezkontaktním způsobem. Oběma metodami bylo ověřeno, že lana nevykazují známky koroze a jsou v ocelové trubce řádně zainjektována [6].

Metoda MPM (magnetická paměť materiálu – metal magnetic memory) je nedestruktivní metoda založená na snímání intenzity magnetického pole ve formě zbytkové magnetizace na povrchu materiálu pomocí jedné nebo více sond (v našem případě dvou), z nichž každá snímá magnetické pole ve třech na sebe kolmých rovinách. Zbytková magnetizace materiálu je ovlivňována procesem výroby, obráběním, dělením, svařováním, ohýbáním, tepelným zpracováním, ochlazováním, provozním namáháním, korozí materiálu atd. Velmi důležitým faktorem ovlivňujícím magnetickou paměť mate­riá­lu jsou degradační procesy vyvolané provozním namáháním a podmínkami, kterým je kovová konstrukce vystavena.

Protože lidé jsou velmi citliví na vodorovný pohyb konstrukce, jsou visuté kabely uprostřed rozpětí pevně spojeny s mostovkou a mezi mostovku a opěry byly vloženy tartanové desky omezující podélný pohyb konstrukce. Membránová tuhost mostovky spolu s tuhostí tartanových desek a vodicích ložisek také garantují zanedbatelnou příčnou deformaci konstrukce. Proto uživatelé, kteří stojí anebo se pohybují po lávce, nemají nepříjemné pocity z dynamických účinků vyvolaných chodci anebo větrem.

Cílem oprav bylo zachovat konstrukční systém a statické působení při využití nových konstrukčních prvků. Tartanové desky dilatačních závěrů byly proto nahrazeny 2× 2 komer­čně dostupnými omezovači podélných pohybů s charakteristickým odporem 75 kN pro posun 0,15 mm/​​s a rozsahem pohybu ± 80 mm. Omezovače pohybů byly přikotveny ke spodnímu povrchu koncových segmentů a k závěrné zídce (obr. 12).

Původní elastický mostní závěr byl nahrazen vodotěsným závěrem s jednoduchým těsněním dilatační spáry s překrytím plechem. Rozsah pohybu závěrů je ± 100 mm.

Na obr. 7 je funkce tartanových desek vystižena černými pružinami, funkce omezovačů pohybů pružinami červenými. Protože jak mostovka, tak i opěry jsou dostatečně tuhé, je zřejmé, že statická funkce konstrukce byla zachována.

Z kotevních bloků byla odstraněna povrchová obkladní vrstva a následně veškeré zdegradované povrchové části betonu. Byly obnaženy všechny kotvy předpínacích tyčí při horním a čelním povrchu bloku a byla provedena jejich kontrola. Obnažená výztuž a kotvy byly opatřeny protikorozním nátěrem, byla doplněna výztuž a provedeno obetonování kotevních bloků ve snaze přiblížit se co nejvíce jejich původně projektovanému tvaru. Výslednou úpravou došlo ke sjednocení tvaru všech kotevních bloků. Pro obetonování byl použit beton s přídavkem protismršťovacích přísad, aby byl co nejvíce omezen vznik smršťovacích trhlin. Povrch betonu byl opatřen sjednocujícím nátěrem (obr. 13).

Při zahájení prací na prvním pylonu u pláže bylo zjištěno, že povrch betonu jeho hlav je silně narušen trhlinami. Obě hlavy byly ubourány do výšky 50 až 400 mm. V průběhu bourání se zjistilo, že hlavy pylonu, které byly betonovány až po vyzdvižení pylonu, nebyly vyztuženy. Totéž se později zjistilo i u druhého pylonu. Nevyztužené hlavy pylonů se zcela odbouraly až k nosné výztuži, na kterou byla napojena doplňková výztuž, a hlavy pylonů byly řádně dobetonovány. Do hlav pylonů byly osazeny nové nerezové jímací tyče pro ochranu lávky před úderem blesku.

Po otryskání pylonu se objevily podélné trhliny v podélném vybrání. Sondou byla zjištěna hloubka trhlin velikosti 10 až 30 mm. Na čelní straně pylonu se také vyskytovaly podélné trhliny, které byly s největší pravděpodobností způsobeny nevhodným technologickým postupem již při výrobě prefabrikovaného pylonu na staveništi ve vodorovné poloze, kdy došlo k destrukci distančních podložek a k poklesu armokoše k jedné straně. Na sanaci povrchu pylonů poškozených trhlinami byl použit trojvrstvý systém Sika Betonimmum (obr. 14).

Po brokování horního povrchu mostovky byly vyspraveny spáry mezi segmenty a byla sanována porušená místa horního povrchu. Nepřesnosti montáže byly částečně vyrovnány aplikací sanačních hmot. Na takto připravenou plochu byla nanesena penetrace a přímopochozí izolace šedé barvy tloušťky 5 mm. Na pochozí ploše je izolace doplněna posypem křemičitým pískem (obr. 15). Stávající odvodňovací trubičky byly pročištěny, popř. nahrazeny novými. Spodní povrch nosné konstrukce nevykazoval žádné známky degradace (obr. 10) a z tohoto důvodu nebyl sanován.

V průběhu stavby byly také odhaleny kotvy volných kabelů. Volné kabely, které jsou tvořeny 18 předpínacími lany zainjektovanými v polyetylenových trubkách, jsou situovány na okrajích segmentů v kruhových otvorech. Jsou přetaženy přes dilatační spáry a jsou kotveny v opěrách. Původní protikorozní ochrana kotev již přestala plnit svou ochrannou funkci, a proto byly odstraněny krycí vrstvy původní sanační malty. U všech kotev byly abrazivem (pískem) očištěny kotevní objímky i podkladní desky, byla provedena pasivace všech ocelových částí cementovým nátěrem a dobetonována nová krycí vrstva s výztuží.

U ocelových trubek nosných lan byl obnoven ochranný protikorozní nátěr, stejně jako u ocelových závěsů, krytů plynového a vodovodního potrubí a u zábradlí. Ložiska byla zbavena zkorodovaných částí a byl proveden ochranný protikorozní nátěr. Na pylonech byla osazena nová osvětlovací tělesa a nové hromosvody. Byla provedena sanace betonu celé spodní stavby, zhotovena nová vozovka před a za lávkou a na obou koncích byly umístěny výsuvné zábrany proti vjezdu vozidel na lávku.

Práce na diagnostice a stavební údržbě lávky probíhaly od září 2018 do června 2019. V roce 2018 byla provedena sanace pylonu na straně u pláže a přípravné práce pro úpravu kotevních bloků, v roce 2019 byly provedeny zbývající práce.

Podrobná diagnostika konstrukce ověřila funkci hlavních nosných prvků lávky. Stavební údržba zajistila ochranu těchto prvků proti korozi a degradaci. Po 26 letech provozu byla konečně provedena pochůzná vrstva tvořící izolaci mostovky. Lávka tak dále slouží a svým architektonickým a konstruk­čním řešením dává svědectví o citlivém přístupu zúčastněných k překrásnému okolí Vranovské přehrady.

Literatura

[1] STRÁSKÝ, J., HUSTÝ, I., JORDÁN, J. Lávka pro pěší přes Švýcarskou zátoku Vranovské přehrady. Beton a zdivo. 1994, č. 4, s. 3 – 11.

[2] STRASKY, J. Design-Construction of Vranov Lake Pedestrian Bridge, Czech Republic. PCI Journal. November-December 1998, Vol. 42, Issue 6, pp. 60 – 75.

[3] TOMEK, J. Hlavní prohlídka 33 – 3011 – 13, Městys Štítary – Hlavní prohlídka lávky ev. č. 1‑L1 přes Švýcarskou zátoku. Květen 2013.

[4] HABARTA, J. Lávka přes Švýcarskou zátoku Vranovské přehrady. Stavebně technický průzkum lávky. Zpráva č. 2014*0703. Červenec 2014.

[5] ZAPLETALOVÁ, L., VOLÁK, O. Stavební údržba Lávky přes Švýcarskou zátoku. Dokumentace pro ohlášení stavby, 2014. Realizační dokumentace, 2018. SHP, Olomouc.

[6] SVOBODA, V. Protokol č. 02 – 5‑1156 – 18-MPM. Inspekce lávky přes Švýcarskou zátoku Vranovské přehrady pomocí metody MPM. Preditest Praha, duben 2019.