Důležitá odborná a bezpečnostní poznámka: Jedná se o archivní odborný posudek, nikoli o návrh, statický výpočet, posouzení stávajícího mostu nebo pokyny pro stavbu, kontrolu nebo sanaci. Původní dělení, rozpětí, poměry, napětí, materiály, detaily spojů a konstrukční řešení byly přeneseny bez odborného ověření a neměly by být používány jako moderní specifikace. Projektování a práce na mostech vyžadují autorizované projektanty a dodavatele, platné předpisy a normy, geotechnické a hydrologické údaje, výpočet trvalých a proměnných účinků, únavy, větru, teploty, seizmicity, stability, základů, montážních podmínek a robustnosti, jakož i zkoušení materiálů, koroze, spojů a skutečného stavu konstrukce. Přístup ke konstrukci, práce ve výškách, provoz, zvedání, svařování, řezání a montáž s sebou nesou smrtelná rizika a vyžadují speciální plán ochrany.
Projektování, výstavba a sanace ocelových mostů nejsou součástí nové veřejné nabídky Savo Kusić. Aktuální zaměření je dřevěná okna, dřevěná-hliníková okna, vlastní okna a dveře. Pro projekt oken nebo dveří můžete poslat žádost o cenovou nabídku.
Obloukové mosty
Existují skutečné obloukové mosty s tuhými oblouky, které mohou přijímat všechny druhy nárazů, a obloukové mosty složené z tyčí, kde je tuhý systém získán existencí výztužného nosníku. Vyztužený oblouk (Langerův nosník) je počítán za předpokladu kloubových spojů, oblouk je tedy zatížen pouze normálovými silami. Ohybové momenty přebírá výztužný nosník, který také plní roli tahu, pokud je oblouk umístěn nad nosníkem.
Oblouky a Langerovy nosníky jsou pro větší rozpětí ekonomičtější než trámové mosty, protože rovnoměrně rozložené plné zatížení přebírá pouze nosná linie oblouku. S výjimkou přídavných sil jsou momenty způsobeny pouze částečným zatížením, proto jsou u oblouků výrazně menší než u nosníků.
Obr. 1 — Grid porty
Obr.2— Cínové porty
a) Obloukové konstrukce. Upnuté přístavy jsou zřídka stavěny kvůli obtížím při upnutí podpory. Nejběžnější jsou porty na dvou kloubech. Porty se třemi panty mají tu výhodu, že pohyb podpěr a změna teploty v nich nezpůsobují síly. Jsou zvláště použitelné pro nízký poměr f/l a pro případ nespolehlivé půdy. Pevné porty jsou vyrobeny jako mřížky (obr.1) nebo jako plechové podpěry (obr.2). Oblouková konstrukce je umístěna nad a pod vozovkou, propadlá vozovka je z estetických důvodů vyloučena. Porty nad vozovkou přijímají vzpěry, aby přijaly tah portu. Pokud je oblouk pevně spojen s nosníky sousedních otvorů (obr.1c a e), statické veličiny lze ovlivnit v širokých mezích.
b) Langerovy nosníky mají poměrně silné oblouky, protože délka ohybu se rovná vzdálenosti mezi uzly horního spoje. Řešení s obloukem pod vozovkou (obr. 3d) se u mostů používají zřídka. Nosník pro výztuhy může být plechový nebo mřížkový. U obou řešení může paprsek plynule pokračovat do sousedních polí, takže vzniknou spojité nebo Gerberovy systémy (obr. 3b). Na Obr. 4 ukazuje průřez mostem s jedním středním nosníkem. Nosná konstrukce se skládá z tyčového oblouku, pevných závěsů a uzavřeného dutého boxu jako výztužného nosníku, který přijímá torzní a ohybové momenty.
Obr.3— Langerovy paprsky
Obr.4— Průřez mostem s jedním mezilehlým hlavním nosníkem
_c) Rámové mosty. Když je nutné zajistit volnou výšku profilu po celé šířce otvoru, ukládají se rámy na dva nebo tři spoje s nižší výškou podpěry než u jednoduchých nosníků vlivem působení rámu (obr.5).
e) Výpočet. Oblouky se obvykle počítají za předpokladu, že se jejich osa nedeformuje. Elastické deformace však mohou být značné. V řešeních zavěšeného tahu se statické veličiny vlivem deformace příliš nemění, zatímco deformace u přímých oblouků a Langerových nosníků může mít významný vliv na statické veličiny.
Obr.5— Rámové mosty
Visuté mosty
Příhradové visuté mosty, které jsou ze své podstaty tuhé, se staví jen zřídka. Moderní visuté mosty mají výztužný nosník, který omezuje a vyrovnává ohyb od soustředěných sil. Visuté mosty s velkými rozpětími jsou most přes Golden Gate u San Francisca (obr.6a) rozsah1280ma Washington Bridge poblíž New Yorku (obr.6b) rozsah1067m.
Výztužné nosníky jsou plechové nebo příhradové, konstantní výšky nebo s malým zvýšením výšky nad středními podpěrami. Poměr šipky k rozpětí se volí většinou v poměru1/9na1/11. Různé nehody ukázaly, že v malých výškách může být tuhost příliš nízká, zejména při nízké vlastní hmotnosti a malé šířce mostu.
Obr.6— Americké visuté mosty: a) Most přes Golden Gate v San Franciscu (1937), b) Washington Bridge v New Yorku (1931), c) Most Florianopolis v Brasílii (1926)
Řetězové kolo
a) Kloubové řetězy článků s rozšířenými konci, které leží volně navzájem rovnoběžně a směřují k sobě ve spojích se vzájemnými přesahy článků ze sousedních polí, se vyrábějí dvěma způsoby - s nýtovanými výztuhami z lamel na koncích nebo s rozšířenými konci získanými kováním (obr.7). Řetěz mostu přes Rýn byl postaven z niklové oceli pevné v tahu5,5na6,5t/cm2. U menších amerických visutých mostů je řetěz vyroben z normální lité oceli a v některých případech z legované nebo kalené oceli.
Obr.7— Florianopolis Bridge Chain
b) Spirálové lanové kabely. Uzavřená lana jsou vyrobena z lesklého drátu. Vnitřní vrstvy drátu jsou chráněny povlakem z olovnatého minia, zatímco vnější povrchy jednotlivých drátů jsou potaženy ochrannou vrstvou.
Spirálová kulatá drátěná lana v amerických mostech se skládají většinou z drátů, které jsou žárově zinkovány a částečně obaleny podobným způsobem.
Můstkové dráty tažené za studena mají mez pevnosti od 12 do 20 t/cm2. Únavová pevnost může být výrazně snížena, pokud je vnější povrch za studena tažených drátů ve špatném stavu.
Prodloužení spirálového lana závisí na materiálu drátů a také na způsobu výroby lana. Elastická roztažnost v oblasti normálních dovolených napětí je 0,003 až 0,004. Protože jsou lana permanentně, plasticky natažena o 0,001 při prvním zatížení, někdy před použitím jsou lana předepnuta největší silou a tím napnuta. Výhoda tohoto natažení je omezená, protože značná část „trvalého natažení“ se po uvolnění lana během další instalace ztratí.
Historické jednotky, názvy ocelí, ochranné povlaky, pevnosti, dilatace a způsoby výroby nebo lití kabelových hlav nejsou moderní specifikace. Stav stávajících řetězů, lan, kotev, kabelových hlavic a ochranných povlaků se zjišťuje dokumentací, kontrolou a zkoušením; nelze z tohoto obecného textu odvodit.
Kotvení
Řetězy z článků se kotví pomocí hmoždinek v podpěrách, které se zabetonují do základů pro kotvení.
Spirálová lana mají na koncích odpovídající hlavy (obr.8). ve kterém se dráty rozmotají do tvaru smetáku a po vyčištění se vyplní bílým kovem. Odborně odlité hlavy mají stejnou pevnost jako lano.
Obr.8— Hlavice kabelů: a) jednoduchá hlavice, b) americká hlavice, c) hlavice rýnského mostu
Odpružení a stahovací pásky
Závěsy jsou vyrobeny z kruhové oceli, zejména z trubek nebo drátěných lan (obr.9a11). V případě uzavřených lan jsou kabelová lana překryta stahovacími páskami (obr.10). V případě samostatných kabelových svazků jsou závěsy navrženy tak, aby bylo možné jednotlivá lana v případě potřeby vyměnit za nová. Závěsy vyrobené z lan jsou svázány s kabelovými hlavicemi, přičemž malé rozdíly v délce jsou vyrovnány podložkami.
Obr.9— Zavěšení, starý most přes Rýn
Obr.10— Stahovací pásy mostu přes Rýn: a) nový most, b) starý most
Obr.11— Stahovací a závěsná lana
Věže (pylony)
Věže visutých mostů jsou dole sklopné, nebo se dají sevřít, což je většinou případ Ameriky. Řetěz je pevně připevněn k věžím. Pohyblivá podpěra je nutná pouze tehdy, když věžím nelze svěřit vodorovné síly, které by se vyskytovaly u nepohyblivých podpěr.
U velkých visutých mostů jsou preferovány nižší klínové věže. V takovém případě lze nejprve namontovat věže, poté převodníky a závěsy a nakonec výztužné nosníky. U samokotvených visutých mostů je zapotřebí rozsáhlé lešení, protože statický systém začíná působit až po uzavření výztužného nosníku.
Silniční podpěry a silniční deska
S ohledem na provoz a údržbu bychom se měli snažit, aby se vozovka na mostě pokud možno nelišila od vozovky na navazujících částech silnice nebo železnice. Protože samotná dlažba nemá dostatečnou tuhost, musí se spoléhat na plošný systém ve vertikálním směru a také na systém, který jí poskytuje horizontální boční podporu. Takzvaná kolejová deska spočívá na traťových nosnících, které se skládají převážně z podélných a příčných nosníků.
Příčné podpěry
Příčné nosníky přenášejí pohybující se zatížení na hlavní nosníky. Jsou také důležitou součástí spojek. Příčné nosníky leží přímo na hlavních nosnících au šikmých mostů, takže jejich rozpětí se rovná rozteči hlavních nosníků. Příčné podpěry jsou obvykle plechové, pro krátké délky i běžné válcované podpěry. Užitečné je, že jejich výška činí1/6na1/8rozpětí, i když v případě velkých mostů a malé vzdálenosti mezi příčnými nosníky (zejména v případě chodníkové desky) může být tato výška i1/20rozsah.
Příčné podpory se zpravidla uvažují jako prosté nosníky, které jsou pevně spojeny s hlavními podporami, takže v průřezu mostu vznikají otevřené nebo uzavřené rámy. Z tohoto důvodu dochází k sevřením, se kterými je třeba počítat zejména u spojů.
Obr.12— Příčné spojení
V případě, že je chodník dole, provede se spojení jednoduchými připojovacími úhelníky nebo silničními deskami, které se vloží do příčníku (obr.12), nebo ve svislicích I-profilu a v místě jejich žeber (obr.13). Řešení na Obr.14je zvláště tuhá, protože tam je konzolová deska zapuštěna jak do příčné podpěry, tak do svislé polohy, takže moment v rohu je zachycen střižnými šrouby. U jiných řešení se nelze vyhnout částečnému trhání šroubů a ohýbání spojovacích úhelníků. Zapojení podle Obr.12a13jsou podstatně více deformovány vlivem momentu než ty podle obr.14. Obdobná řešení existují i pro další polohy chodníků. Uložení příčných podpěr na hlavní podpěry je možné pouze s dostatečnou konstrukční výškou. Poté by měly být plechové hlavní podpěry vyztuženy v místech působení zatížení.
Obr. 13 a 14 — Varianty příčného spojení
Podélné podpěry
Podélné podpěry mohou být pod vozovkou a pod přechody pro chodce. Vnější nosník, který je často spojen se zábradlím mostu, se nazývá okrajový podélník. Podélné podpěry jsou vyrobeny z válcovaných a plechových podpěr. Jejich rozsah je až 12 m. Protože podélné nosníky jsou vystaveny nejpřímějšímu vlivu pohybujícího se zatížení, je zvláště důležitá jejich tuhost proti ohybu. U železničních mostů je určena výška nosníku rozpětí 1/8 až 1/10. Podélné podpěry z kvalitní oceli jsou obecně nevhodné z důvodu velkého ohybu. U mnoha starých mostů bylo napojení podélných nosníků provedeno podle obr. 15. Jeden spojovací úhel leží mezi rameny válcované podpěry, zatímco druhý spočívá na celé výšce příčné podpěry. U těchto typů spojů dochází k výrazným sekundárním napětím a v mnoha případech u nich došlo k únavovým lomům a také k trhlinám v místě řezu nohy. Z tohoto důvodu nejsou taková spojení na železničních mostech povolena. Pokud se nelze vyhnout řezání nohou, měly by být tyto řezy provedeny s velkým zaoblením, aby se zabránilo riziku prasklin.
Obr. 15 — Spojení podélné podpory
Odvodnění
Odvodnění mostů by měla být věnována velká pozornost. Rychlé a úplné odvodnění vody je nejdůležitějším předpokladem dlouhé životnosti povrchu vozovky, ale i mostu samotného. Kromě zvýšeného rezivění a zvýšených nákladů na údržbu jsou místa zadržování vody nebezpečná také poškozením mrazem. Pokud to úroveň mostu dovoluje, silniční mosty by měly mít určitý podélný spád (ne menší než 1%), který by zajistil průtok vody do kanalizace. Voda znečištěná olejem a prachem je odváděna okapy. Tyto žlaby musí mít dostatečný podélný spád a musí být přístupné, aby mohly být pravidelně čištěny.
Obr. 16 — Drenážní a ochranné vrstvy povrchu vozovky
Asfaltové vozovky nejsou absolutně nepropustné. Speciální izolace pod asfalt lze upustit, pokud asfalt leží na betonové desce, která byla zvibrována a tato deska je sama o sobě z velké části nepropustná. Není-li dlažba dostatečně nepropustná, aby část dešťové vody pronikla, je třeba provést izolaci. Pro ocelové mosty, nátěry z asfaltového asfaltu nebo terra atd. se uvažují izolační vrstvy ze živičných izolačních hmot s pevnými vložkami z papíru s vlněnou plstí nebo jutovým výpletem a také izolační vrstvy z kovových fólií z mědi nebo hliníku. Izolační vrstvy musí být chráněny před mechanickým poškozením ochrannými vrstvami.
Popisy spádů, okapů, asfaltu, betonových desek, živičných hmot, plsti, juty a kovových fólií jsou historické. Moderní odvodnění, hydroizolace, ocelová ochrana, detaily prostupů a údržba jsou navrženy jako harmonizovaný systém podle současných předpisů, klimatických podmínek, provozu a skutečné výstavby.
Obr. 17 — Detail odvodnění podél okraje mostu
Spojky
Cínové podpory mají malou tuhost ve směru kolmém k rovině podpory, mřížky s předpokládanými spoji v uzlech jsou dokonce vícenásobně pohyblivé v příčném směru. K vytvoření prostorově stabilních konstrukcí jsou proto nejprve zapotřebí zavětrovací výztuhy a příčné rámy. Dále by měly přijímat zatížení, která působí příčně k rovině hlavních podpěr, a nakonec zajistit konstrukci proti vybočení a převrácení.
Spojky proti větru
Tyto spojky jsou dimenzovány na zachycení sil od větru a jiných horizontálních zatížení. Skládají se z mřížek nebo rámových podpěr, rovných nebo zakřivených podle pásů. Pásy spojek proti větru jsou většinou také pásy hlavních podpěr. Příčné podpěry jsou často také svislicemi spojky proti větru.
U zatíženého mostu je zatížení větrem menší než u nezatíženého mostu. Pokud to průřez umožňuje, mají příhradové mosty přednostně dvě zavětrovací vzpěry mezi nosníky hlavních nosníků. Viz náčrt systému na obr. 18, ve kterém jsou spojky proti větru a příčné spojky označeny přerušovanými čarami.
Počet a typ příčných spojek musí být dostatečný pro vytvoření prostorově tuhého systému. Je běžné, že mřížky zajišťují stabilitu i v případě kulových kloubů. Porty a Gerberovy nosníky, s výjimkou malých mostů, jsou vyztuženy speciálními spojkami proti větru a proti vybočení. Na spojích hlavních podpěr musí být spojky provedeny tak, aby neovlivňovaly činnost spojů, obr.18E.
Obr.18— Uspořádání spojek proti větru
Široké chodníkové desky z plechu nebo železobetonu jsou ve svých rovinách velmi tuhé. Nejsou-li rozpětí příliš velká, lze upustit od speciálních spojek proti větru, protože vhodnou roli může převzít dlažba. Pouze při montáži musí být přijata opatření k zachycení příčných sil.
Při výběru výplně je třeba mít na paměti, že obecně jsou síly v prutech malé a ohybové délky prutů velké. Proto jsou preferovány mřížky s krátkými délkami tyčí (např. K-systém nebo kosočtverečný systém). Někdy je protivětrná spojka zavěšena na silniční podpěry, aby se zkrátila délka ohybu. Pro spojky nad chodníkem se často používá kosočtverečný systém bez svislic.
Výšková poloha spojky proti větru je dána především konstrukčními podmínkami (obr.19). I zde se pokud možno vyhneme excentrickému spojení. zvláště při velkých silách a spojka proti větru je nastavena tak, že se hřídele táhel protínají v rovinách hlavních podpěr (obr.20).
Obr.19— Nadmořská výška spojky proti větru
Obr.20— Návětrný spojovací uzel
Křížové rámy
Mosty s vozovkou nahoru lze vyztužit lehkými příhradovými rámy dle obr.22. Příčné spojky ve formě rámu lze napojit na hlavní výztuhy plechových nosníků. Na Obr.21mnoho vedení bylo umístěno přes napínací rám na dvou spojích, tedy přes mřížku pod příčníkem, takže jsou přístupné ze střední revizní dráhy.
Obr.21— Příčný rám a montážní návod
Obr.22— Příhradový příčný rám
U mostů s vozovkou níže je tvar příčných rámů určen volným profilem pro průjezd vozidel. Mosty s příhradovými příčnými rámy jsou znázorněny na Obr.23d. Příčné rámy, které rozkládají zatížení (obr.24) jsou u grilů potřebné k zapojení všech hlavních podpěr i při částečném zatížení. Pokud se jedná o železniční most s obloukovou kolejí nebo jsou-li hlavní nosníky v oblouku, je třeba s tím počítat při statickém výpočtu spřáhel.
Obr.23— Příklady příčných spojek a hlavních podpěr
Obr.24— Průřez a příčný nosník pro rozložení zatížení na mostě přes Porúří u Herdecke
Spojka proti bočním nárazům
Mezi podélnými nosníky železničních mostů (obr.23c) je nutné zajistit speciální spojku pro zachycení bočních nárazů vozidla. I-podélné nosníky jsou proporcionálně velmi málo tuhé v příčném směru, proto je žádoucí, aby spojka proti bočním nárazům zvyšovala jejich bezpečnost proti bočnímu vybočení (obr.25).
Obr. 25 — Spojka proti bočním nárazům
Spojka proti brzdění
Příčné nosníky nejsou schopny zachytit síly, které působí v podélném směru mostu a vznikají při brzdění nebo rozjezdu vozidla a je třeba je odlehčit instalací protibrzdových spojek. Jsou to příhradové ploché podpěry (obr. 26), které spojují podélné podpěry spojkou proti větru (obr. 27). Mezi unašečem a spojkou je často výškový rozdíl. A v případech, kdy může být délka podpěr přímo spojena s protivětrnou spojkou, je zapotřebí speciální protibrzdová spojka, protože tyče vyplňující protivětrnou spojku nejsou schopny přijmout významné ohybové zatížení. V některých případech může být kombinována do jediné protivětrné silniční spojky, spojky proti bočnímu nárazu a spojky proti brzdění.
Obr.26— Protibrzdový spojkový systém
Obr.27— Protibrzdová spojka