Šikmý most Tössbrücke Wila
O projektu
Přepočet mostu byl proveden na žádost Úřadu pro pozemní stavby kantonu Curych. V rámci odborného posouzení bezpečnosti mostu na smyk bylo zjištěno, že specifické kotvení kabelů systému dodatečného předpětí je nedostatečné v jedné z rohových podpor nosné konstrukce šikmého mostu.
Inženýrské výzvy
Nosná konstrukce vykazuje různé staticky relevantní zvláštnosti, jako je nedostatečné konstrukční řešení smykového vyztužení a vliv jedinečného systému dodatečného předpětí na podpory nosníků. Tyto aspekty byly zohledněny v následné podrobné statické analýze.
Stojiny podélných nosníků jsou na smyk vyztuženy třmínky. Některá ramena jsou v horní části průřezu ukotvena pouze částečně, zatímco v dolní části jsou plně ukotvena ohyby. Zbývající třmínky splňují konstrukční požadavky podle švýcarské normy.
Oblast podpory nejzatíženější stojiny byla podrobně analyzována pomocí přístupu postupného zpřesňování s rostoucí mírou sofistikovanosti. Nejprve byly k odhadu smykové únosnosti použity návrhové rovnice ze švýcarské normy. Tento standardní postup musel být upraven na základě vědecké literatury a experimentálního výzkumu, aby bylo možné zohlednit nedostatečné konstrukční řešení třmínků. Analýzy byly dále zpřesněny pomocí podrobných příhradových modelů. Jako závěrečný krok byl místní tok sil analyzován pomocí nelineárních analýz metodou konečných prvků (MKP) založených na metodě elasticko-plastických napěťových polí s využitím IDEA StatiCa Detail.
Nelineární analýza MKP poskytla důležité ověření předchozích výsledků získaných z modelů vzpěra-táhlo. Zohlednila rozložené smykové vyztužení podrobnějším způsobem a zároveň automaticky prověřila odpovídající napěťový stav v betonu pomocí optimálních místních sklonů tlakového pole. Na základě explicitního modelování soudržnosti výztuže umožnil tento přístup podrobné zohlednění specifických podmínek kotvení třmínků. V tomto smyslu představoval další zpřesnění analýz vzpěra-táhlo.
Protože IDEA StatiCa Detail zohledňuje deformační chování a kompatibilitu přetvoření, poskytl také cenný pohled na požadavky na přetvoření materiálů. Zejména u prvků s nízkým stupněm smykového vyztužení mohou vznikat velmi malé úhly betonového tlakového pole. Na jedné straně odpovídající velká příčná přetvoření snižují pevnost betonu v tlaku. Na druhé straně mohou výsledná přetvoření třmínků dosáhnout kritické úrovně, a být tak rozhodující pro mezní únosnost nosníku. Zatímco oba na přetvoření závislé účinky je obtížné zohlednit v modelu vzpěra-táhlo, IDEA StatiCa Detail je explicitně zahrnuje. Program snižoval pevnost betonu v tlaku v závislosti na místním stavu příčného přetvoření a zároveň kontroloval přetvoření třmínků. Implementace modelu tahového pásu v IDEA StatiCa Detail měla velkou hodnotu pro kvantifikaci koncentrace přetvoření výztuže v trhlinách, a tedy pro realistické hodnocení požadavků na přetvoření při malých úhlech tlakového pole.
Výsledky a řešení
Pro velkou část konstrukce bylo možné na základě podrobných analýz prokázat dostatečnou konstrukční bezpečnost. Avšak v jednom z 10 ložisek mostu přetrvával nedostatek způsobený nevhodným kotvením ohybové výztuže v oblasti podpory. Tento koncepční slabý bod byl sanován speciálně vyvinutým zpevňovacím opatřením, aby byla zajištěna bezpečná provozuschopnost konstrukce po zbývající dobu její životnosti, v řádu několika let, bez výrazných omezení provozu. Pro zpevnění příslušné oblasti podpory byl jako dodatečná ohybová výztuž instalován vnější ocelový tahový pás, který přenáší podélnou tahovou sílu od smyku v oblasti podpory. Soudržnost s existující konstrukcí byla zajištěna mechanicky pomocí provrtaných závitových tyčí a lepených trnů, jakož i kontaktním spojením se stávajícím konstrukčním ložiskem a koncovým příčníkem.
Opatření bylo realizováno za provozu mostu se sníženou intenzitou dopravy. Veškeré plánování a řízení výstavby sanační kampaně prováděla společnost dsp. Skenování stávající výztuže nezbytné pro určení přesných polohy vrtů rovněž provedla společnost dsp pomocí přístroje Profometer a georadaru.
Vyzkoušejte IDEA StatiCa zdarma
DALŠÍ PŘÍPADOVÉ STUDIE
