DŘEVĚNÉ LÁVKY A MOSTY – KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ
Autor:
Ing. Miroslav SOCHOREC
CZ.1.07/1.1.07/02.0099
Popularizace a zvýšení kvality výuky dřevozpracujících a stavebních oborů
v Moravskoslezském kraji
Ing. Miroslav SOCHOREC
DŘEVĚNÉ LÁVKY A MOSTY – KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ
Abstrakt
Příspěvek se zabývá popisem současného i minulého stavu využívání dřeva při
výstavbě dřevěných mostních konstrukcí. V další části je zmínka o nových technologiích
využívaných v mostním stavitelství. Poslední část příspěvku se zabývá jednotlivými
konstrukcemi lávek a mostů, včetně uvedení konkrétních příkladů realizací s uvedením
názorných obrázků a fotek.
Klíčová slova
Dřevěná lávka, dřevěný most, dřevěné konstrukce, lepené lamelové dřevo, ochrana
a údržba dřeva, nosník.
1 ÚVOD
V uplynulých dvaceti let se v Evropě zvýšilo použití dřeva na mosty a lávky. Přispěl
k tomu vývoj nových způsobů zvyšování užitných vlastností dřevěných konstrukcí například
pomocí nových typů spojů dřeva a oceli, vyztužováním dřeva ocelí a karbonovými vlákny,
spřahováním dřeva s betonem a podobně. Dalším přínosem k efektivnímu využívání
dřevěných technologií jsou systémy lepeného dřeva. V neposlední řadě je podobně jako
v jiných oborech nepřehlédnutelný rozvoj CNC technologií a obráběcích center.
Dřevěné mosty se navrhují podle ČSN EN 1995-2, Eurokód 5: Navrhování dřevěných
konstrukcí - Část 2: Mosty.
Dřevo se v Evropě nejvíce používá:
- mosty a lávky na komunikacích v lesích a v lesoparcích;
- silniční mosty přes cesty pro pěší a cyklisty a přes vodní toky;
- lávky pro pěší a pro cyklisty na cyklostezkách a městských komunikacích;
- obslužné mosty, lávky a přechody pro zvěř přes dálnice.
Výhody dřevěných konstrukcí:
- architektonické řešení a estetika;
- tradice;
- ekologie;
- výrobní, přepravní a montážní náklady;
- díky nízké hmotnosti nároky na spodní stavbu;
- rychlost výstavby.
2 HISTORIE
Nejstarší historicky zaznamenané dřevěné mosty pocházejí z období kolem roku
600 před n. l. Patří k nim například i velmi známý trámový most přes Tiberu v Římě (Pons
Sublicius), postavený v roce 625 před n. l. V roce 54 před n. l. postavily specializované čety
římských vojsk 430 m dlouhý dřevěný most přes Rýn. Stavba tohoto mostu trvala pouze
10 dní.
1
Z období na přelomu našeho letopočtu stojí ještě za zmínku obloukový dřevěný most
přes Dunaj, postavený v roce 103 n. l. Světlost polí mostu byla 35 m, šířka pilířů 18 m
a délka 1070 m.
Jedním z nejstarších dřevěných mostů v Evropě, který se zachoval do současnosti, je
Kapellbrück v Luzernu. Byl postaven v roce 1333, ale v průběhu staletí byl několikrát
přestavěn. Původní délka mostu byla 285 m. Tato délka byla v 19. stol. redukována na
222 m. Most je zastřešen a jeho konstrukci tvoří prosté nosníky uložené v řadě za sebou na
pilotách. V roce 1993 byla velká část mostu zničena požárem. Nově zrekonstruovaný most
původního tvaru byl otevřen pro pěší v dubnu 1994. V letech 1755 až 1758 tesařský mistr
Grubenmann postavil známý most Rhinebridge v Schaffhausenu. Mostní konstrukci navrhl
jako prostý nosník na rozpětí 119 m. Na nátlak úřadů však musel do středu mostu umístit
opěrný pilíř. Krátce po postavení mostu však odstranil podpěrné prvky nad středovým
pilířem, aby prokázal, že jeho původní návrh byl správný.
Ruský mechanik I. P. Kulibin navrhl v roce 1776 přemostění Něvy v Leningradě
dřevěným obloukovým mostem o rozpětí 298 m. V měřítku 1:10 byl vyhotoven model mostu,
který byl podroben zatěžovací zkoušce. Přestože zkouška dopadla velmi dobře, projekt
mostu nebyl realizován. Obdobnou historii má i projekt tesařského mistra Ránka z roku
1838, který navrhl dřevěnou krytou lávku pro pěší přes Vltavu o rozpětí 197 m (obr. 1).
3 NOVÉ TECHNOLOGIE
Po druhé světové válce se na stavbu mostů vedle rostlého dřeva začal využívat nový
materiál na bázi dřeva - lepené lamelové dřevo. Tento materiál byl vyvinut pro americkou
armádu na stavbu koster transportních lodí v souvislosti s otevřením tzv. druhé fronty ve
Francii.
Lepené lamelové dřevo je v současnosti nejpoužívanějším materiálem na stavby
dřevěných lávek a mostů, protože z něho můžeme vyrobit konstrukční prvky velkých
rozměrů. Toto dřevo má výrazně lepší užitné vlastnosti než dřevo rostlé (deskové a hraněné
řezivo).
Tento materiál se začal v České republice používat teprve před cca deseti lety a to
zejména na konstrukce střech sportovních hal. Stavby mostů a lávek z lepeného
lamelového dřeva mají v ČR daleko kratší historii.
4 KONSTRUKCE LÁVEK A MOSTŮ
Z hlediska vnějšího vzhledu rozdělujeme dřevěné lávky a mosty na nekryté a kryté.
Zastřešení lávky či mostu je v zásadě nejjednodušší a zároveň nejúčinnější způsob, jak
zajistit konstrukční ochranu dřeva a tím jejich dlouhodobou životnost.
Za účelem dosažení nejlepších užitných vlastností lávek a mostů musíme při jejich
navrhování uvážit následující podmínky a požadavky:
- polohu a tvar terénu;
- rozpětí;
- zatížení;
- podjezdnou výšku a světlý profil, respektování Q100;
- základové poměry;
- architektonický tvar.
Klíčovým problémem dřevěných lávek a mostů je zajištění jejich životnosti. Všechny
otázky ochrany a údržby dřeva je třeba uvážit již v průběhu zpracování projektu lávky či
mostu, přičemž je nutno klást důraz na konstrukční ochranu dřeva. Dřevo jako přírodní
materiál je součástí koloběhu růstu a rozkladu. Jedním ze způsobů, jak přerušit tento
koloběh a chránit dřevo, je udržovat ho suché. Dále je možno chránit dřevěné prvky
2
impregnacemi a lazurami. Vedle dřeva je třeba věnovat pozornost ocelovým spojovacím
prostředkům. Ty musí být vždy opatřeny protikorozní ochranou. Jako protikorozní ochranu
je možné použít žárové pozinkování a případně další ochranné vrstvy. Ve velmi agresivním
prostředí je vhodnější použít spojovací prostředky z nerezové oceli.
Hlavním důvodem poškození dřevěných lávek a mostů dřevokaznými houbami je
téměř vždy špatná konstrukce detailů a zanedbaná údržba. Použitím lepených a sušených
profilů je část těchto problémů eliminována
U realizovaných dřevěných lávek a mostů je proto třeba důsledně provádět
periodickou prohlídku jedou za rok a údržbu celé mostní konstrukce jednou za tři až pět let.
Prohlídky a údržby by přitom měly být zaměřeny na:
- mechanické poškození prvků;
- zvětrávání nátěrů dřevěných prvků;
- trhliny ve dřevu;
- delaminaci částí z lepeného lamelového dřeva;
- vznik plísní a hniloby;
- koncentraci prachu, hlíny a dalších nečistot.
Statické systémy dřevěných mostů:
- nosníky o jednom a více polích;
- příhradové nosníky;
- věšadla;
- vzpěradla;
- rámové systémy;
- oblouky;
- zavěšené mosty;
- visuté mosty;
- řetězový systém.
ČSN EN 1995-2, Eurokód 5: Navrhování dřevěných konstrukcí
Část 2: Mosty
1. Všeobecně
2. Zásady navrhování
3. Vlastnosti materiálů
4. Trvanlivost
5. Zásady analýzy konstrukce
6. Únosnost, únava
7. Průhyby, kmitání
8. Spoje
9. Konstrukční zásady, provádění, kontrola
Navrhování dřevěných mostů musí být ve shodě s EN 1990: 2002
Navrhování podle mezních stavů - ČSN EN 1995-1-1
Základní proměnné: zatížení z částí EN 1991
3
EN 1991-1-1: objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení
EN 1991-1-3: zatížení sněhem
EN 1991-1-4: zatížení větrem
EN 1991-1-5: zatížení teplotou
EN 1991-1-6: zatížení během provádění
EN 1991-1-7:mimořádná zatížení způsobená nárazem
EN 1991-2: zatížení mostů dopravou
5 PŘÍKLADY REALIZACÍ
V průběhu posledních let bylo v České republice postaveno poměrně hodně
dřevěných lávek, na které bylo použito lepené lamelové dřevo, ale také řezivo a kulatina.
Závod TESKO Českých dřevařských závodů a.s. vyrobil i několik lávek pro německé
investory. Mezi ně patří lávka přes řeku Labe v Magdeburgu o délce 195 m a šířce 3 m.
Konstrukci lávky tvoří dva nosníky z lepeného lamelového dřeva (modřínu), které jsou ve
střední části lávky zavěšeny do nosného pylonu a v krajních částech podepřeny pouze
betonovými pilíři. Výztužné rámy a zavětrování jsou z oceli. Hlavní nosníky jsou z důvodu
prodloužení životnosti oboustranně obloženy. Další lávky byly realizovány touto firmou např.
přes říčku Desnou ve Vikýřovicích o délce 16,3 m a šířce 2 m a lávka přes ulici Drobného
v Brně o šířce 1,5 m. Lávka má tři pole délky 7,7 m; 24 m; 11,7 m a je zakončena konzolou
vyhlídkové terasy. Nástup na lávku je řešen rampou délky 18 m o dvou polích. Konstrukci
lávky tvoří dva nosníky z lepeného lamelového dřeva, které jsou na části lávky zakřivené,
a dále ocelové výztužné rámy, zavětrování a podpěry.
Společnost CB s.r.o. za posledních sedm let postavila na 100 dřevěných lávek
a mostů. Konstrukce odpovídají požadovaným zatížením, požadavkům investor
a podmínkám překonávaných překážek.
5.1 Prostý nosník o jednom a více polích
Obr. 1: Prostý nosník o jednom a více polích
Tyto konstrukce jsou schopny překonávat překážky do cca 30 m i pro zatížení tř. B
v rozpětích do 20 m je možno dimenzovat mosty až pro zatížení 40 t.
4
Obr. 2: Most přes Baťův kanál
Obr. 3: Lávka na cyklostezce Velká Bystřice
5.2Prostý obloukový nosník o jednom a více polích
Obr. 4: Prostý obloukový nosník o jednom a více polích
Rozpětí obloukových konstrukcí je podobné jako u přímých prostých nosníků.
Objekty takto řešené jsou architektonicky zajímavější a atraktivnější pro řešení inravilánů
měst a obcí.
5
Obr. 5 : Lávka na cyklostezce Velehrad – Salaš
5.3 Příhradové konstrukce
Obr. 6 : Příhradové konstrukce
Příhradové konstrukce mají vyšší nároky na dílenské zpracování a řešení
styčníkových spojů. Dávají však daleko větší možnosti na řešení konstrukcí větších rozpětí
a konstrukcí pro vyšší zatížení.
V současné době je v ĆR vyvinutý systém "LAMO" - sestava typizovaných prvků pro
lávky a mosty dle účelu a zatížení. Tento systém byl vytvořen pro zjednodušení a
zefektivnění návrhů a vlastní realizace jednoduchých konstrukcí lávek a mostů.
Obr. 7 : Most na obslužné komunikaci Nový Jičín
6
5.5 Obloukové mosty
Obr. 8 : Obloukový most
Kombinace obloukových a přímých prvků zpražených v mostní konstrukci dovolují
překonávat rozpětí až cca 80 m.
Obr. 9 : Zastřešená lávka Špindlerův Mlýn
5.6 Visuté mosty a lávky
Obr. 10: Visuté mosty a lávky
Pro překonání velkých vzdáleností jsou vhodné konstrukce visutých lávek
a mostů. „Problémem je dynamická odezva těchto konstrukcí na klimatická i užitná zatížení
(tj. nadměrné deformace a kmitání), kterou je možné řešit několika způsoby, například
zabudováním tlumičů, návrhem dostatečně tuhého příčného ztužení apod.“.
7
Obr. 11 : Lávka na cyklostezce přes Berounku
5.7 Zavěšené mosty a lávky
Obr. 12 : Zavěšený most
Obr. 13 : Lávka Samota přes I/50
8
5.8 Vícepolové obloukové lávky
Obr. 14 : Vícepolová oblouková lávka
Obr. 15 Lávka přes rychlostní komunikaci Vsetín - Bobrky, délka 60 m + 150 m rampy
5.9 Vícepolové přímé lávky
Obr. 16 : Vícepolová přímá lávka
Obr. 17 : Lávka Dačice
9
6 ZÁVĚR
Dřevěné lávky a mosty jsou vhodné především z architektonických, estetických
a ekologických hledisek. Vyznačují se nízkými výrobními, přepravními a montážními
náklady. Náklady na jejich zakládání, podpěry a opěry jsou též nízké. Jejich výhodou je
nízká vlastní tíha a jednoduchá a rychlá montáž.
WOODEN FOOTBRIDGES AND BRIDGES – CONSTRUCTIONAL SOLUTION
Keywords
Wooden footbridge, wooden bridge, timber structures, glued laminated timber, wood
protection and maintenance, beam.
Summary
Wooden footbridges and bridges are particularly suitable for architectural, aesthetic
and environmental aspects. They are characterized by low production, transportation and
installation costs. The cost of founding and supports are also low. Their advantage is low
self-weight and easy and quick mounting.
10
Download

DŘEVĚNÉ LÁVKY A MOSTY – KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ Autor: Ing