Novinky TKP a MVL z oboru konstrukcí a mostů

Příspěvek informuje o novelizovaných kapitolách TKP staveb ČD v souvislosti se zpracováním evropských norem a jejich zaváděním do soustavy ČSN. Podává informaci o nově zpracovaných mostních vzorových listech.

ÚVOD

Již několik let probíhá permanentní proces tvorby evropských standardů, které postupně přebírají členské státy CEN (Comité Européen de Normalisation), jehož členem jetaké Česká republika. Z formálního hlediska lze konstatovat, že relativně ucelený akonzistentní systém českých norem v oblasti stavebnictví je nahrazován novým systém emevropských norem, který zatím vykazuje velké množství mezer a mnohdy i nejasné vzájemné provázanosti jak mezi jednotlivými normami navzájem, tak ve vztahu k jiným typům předpisů, direktiv a nařízení, ať již národního nebo evropského původu. Kromě toho vznikají a jsou přebírány do soustavy ČSN normy ISO. K tomu je nutné připočíst stávající charakter českých technických norem, které jsou sice platné, leč ne obecně závazné.

V tomto stavu věcí je záležitostí investora stanovit pro investiční i neinvestiční výstavbu takové technické specifikace, které vymezí pokud možno jednoznačně předmět zakázky včetně kvalitativních parametrů. Vzhledem ke stále se měnícímu legislativnímu prostředí (jak z čistě právního hlediska, tak v oblasti technické legislativy) jde také o permanentní proces, který je v neustálém vývoji. Vedle základního prvku zadávací dokumentace, kterým je bezpochyby projektová dokumentace, patří mezi specifikace zakázky Technické a kvalitativní podmínky staveb Českých drah (TKP). TKP staveb ČD jsou základním smluvním podkladem pro smlouvy o dílo mezi ČD a zhotovitelem. Specifikují požadavky investora na kvalitu prováděných prací, zabudovaných materiálů atd. TKP staveb ČD je nutno považovat za součást projektové specifikace.

V oblasti betonových konstrukcí, mostů a tunelů se jedná o kapitoly 17, 18, 20, 23 a 24. Základní požadavky pro celé TKP jsou souhrnně definovány v kapitole 1. V minulých třech letech doznaly všechny tyto kapitoly TKP významných změn s výjimkou kapitoly 23, kterou zásadní novela teprve čeká. Novelizaci byla nejdříve podrobena kapitola 20 - Tunely, která ve svém předchozím znění obsahovala značně zastaralá ustanovení. V roce 2001-2003 byly novelizovány kapitoly 17 a 18 (v návaznosti na evropské předběžné normy - ENV a po jejich konverzi v návaznosti na evropské normy - EN) a v průběhu roku 2003 kapitola 24. K ENV je připojen Národní Aplikační Dokument (NAD), ve kterém bylo možno ve vymezeném rozsahu zaujmout národní stanovisko. K EN je tvořena Národní Příloha (NP), ve které je možné do vyjmenovaných článků uvést národní požadavky. Kromě toho je možné k EN přidat informativní přílohu, ve které budou uvedena ustanovení k problémům, které nejsou v EN řešeny.

Kapitola 17 TKP Beton pro konstrukce

Zpracovatelem kapitoly bylo Vysoké učení technické v Brně, fakulta stavební, Ústav technologie stavebních hmot a dílců, jmenovitě Ing. Jiří Brožovský, CSc., Doc. Ing. Rudolf Hela, CSc. a Prof. Ing. Rostislav Drochytka, CSc.

Novela vychází z platného znění ČSN EN 206-1 Beton - Část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda a ČSN P ENV 13670-1 Provádění betonových konstrukcí – Část 1: Společná ustanovení. Kapitola 17 TKP ustanovení těchto norem dále doplňuje, rozšiřuje a v některých případech i mírně pozměňuje, tam kde je to z hlediska potřeb zadavatele účelné.

České dráhy nemají ambice jakýmkoliv způsobem zasahovat do procesu certifikace stavebních výrobků dle Nařízení vlády č. 163/2002 Sb. a považují tento proces za ucelený s výstupem v podobě certifikátu a s požadavkem na předložení prohlášení o shodě na dodávaný beton od výrobce. Z toho také vyplývá, že v případě běžně vyráběných a dodávaných typových betonů jsou průkazní zkoušky záležitostí výrobce a procesu certifikace výrobku. Zároveň jsou však TKP dostatečným technickým podkladem pro tento proces a v případě potřeby mohou být v nutném rozsahu použity. České dráhy tedy přistupují k betonu jako k výrobku s předpokládanou jakostí a životností (trvanlivostí), u něhož se kontrolními zkouškami tato jakost potvrzuje. Na rozdíl od průkazních zkoušek je na kontrolní zkoušky kladen velký důraz.

Při zpracování kapitoly 17 byl kladen důraz na přehlednost údajů a v rámci možností transparentnost požadavků. I z těchto důvodů byla, tam kde je to možné, volena forma tabulkových přehledů.

Například tabulka 17-3 obsahuje převody dřívějších pevnostních tříd a značek betonů na třídy dle ČSN EN 206-1, aby byl umožněn bezproblémový přechod z návrhových norem dle různých metodik k požadavkům na provádění dle TKP staveb ČD.

Tabulka 17-4 obsahuje limitní požadavky na vybrané složky betonu a požadavky na minimální třídy betonu dle stupně vlivu prostředí. Jedná se o obdobu tabulky F.1 z ČSN EN 206-1 s úpravou některých požadavků a stanovením jejich závaznosti pro stavby ČD, resp. SŽDC.

Kapitola 17 TKP dále obsahuje základní požadavky na čerpatelný beton, samozhutňující betony, mezerovitý (drenážní) beton, polymermalty a polymerbetony; požadavky na specifikaci betonu, technologické postupy prací, dopravu, ukládání a ošetřování.

Kapitola 18 TKP Betonové mosty a konstrukce

Zpracovatelem kapitoly je České vysoké učení technické v Praze, fakulta stavební, jmenovitě Doc. Ing. Vladislav Hrdoušek, CSc., Doc. Ing. Jiří Krátký, CSc. a Ing. Roman Šafář.

Kapitola 18 uvádí zejména specifikace požadavků na betonové mosty a konstrukce v rámci smluvního vztahu mezi objednatelem a zhotovitelem, dále sumarizace požadavků na provádění betonových konstrukcí pro potřeby zhotovitele a pro potřeby stavebního dozoru.

Novela kapitoly 18 má nahradit ČSN 73 2400 a ČSN 73 2401 a vychází z požadavků ČSN P ENV 13670-1 Provádění betonových konstrukcí – Část 1: Společná ustanovení. Vzhledem k tomu, že ustanovení této ENV nepokrývají zcela ustanovení českých norem pro provádění, byla do TKP převzata vybraná ustanovení ČSN 73 2400 a ČSN 73 2401. Velmi složitá je část požadavků, týkající se geometrické přesnosti ve výstavbě. V ČSN P ENV 13670-1 nejsou všechny požadavky uvedeny a proto zůstávají v platnosti i české normy, týkající se této oblasti. Pro snadnější orientaci jsou mezní vytyčovací odchylky uvedeny v Příloze 4 kapitoly 18 TKP.

Novela kapitoly obsahuje čtyři přílohy. Příloha 1 stanovuje požadavky na návrhovou životnost konstrukčních prvků, minimální třídy betonu pro konstrukční prvek z hlediska trvanlivosti pro příklad pravděpodobného stupně vlivu prostředí. Příloha 2 uvádí příklady materiálových specifikací ve fázi projektové přípravy. Příloha 3 zavádí požadavky na minimální krytí výztuže betonem z hlediska trvanlivosti. Tyto hodnoty odráží hodnoty  dle návrhu Eurocodu 2. Zároveň prakticky pokrývají i hodnoty návrhových norem s ohledem na zajištění soudržnosti mezi ocelí a betonem, přesto je nutné vždy zkontrolovat a zohlednit i požadavky návrhových norem. Příloha 4 pojednává o požadavcích na geometrickou přesnost při výstavbě.

Kapitola 24 TKP Zvláštní zakládání

 V roce 2003 proběhlo přepracování kapitoly 24 Zvláštní zakládání TKP. Nové, aktualizované vydání se zapracováním změn si vyžádal časový odstup od posledního vydání v roce 2000. V tomto meziobdobí došlo u řady norem k mnoha změnám. Některé normy zanikly, jiné doznaly při nových vydáních řady úprav. Většina úprav TKP souvisí s přejímáním evropských norem a zaváděním nových technologií, jejichž vývoj prochází rychlým tempem.

Zpracování novely kapitoly 24 Zvláštní zakládání bylo provedeno za účelem podrobné a kompletní revize stávajícího znění s důrazem na problematiku, uvedenou v následujících bodech:

1. Znění novely musí navazovat na stávající úpravy v systému českých technických norem. Ustanovení TKP požadavky ČSN dále specifikují, rozšiřují nebo upravují.
2. Novela kapitoly musí odzrcadlovat stávající stav v oblasti zakládání staveb a srozumitelně specifikovat požadavky investora.
3. Zvláštní pozornost věnovat na specifikaci průkazních a kontrolních zkoušek.

Nově zpracovaná kapitola 24 (Zvláštní zakládání) TKP byla zpracována tak, aby odpovídala české i mezinárodní legislativě, respektovala filozofii předchozí platné kapitoly 24 Zvláštní zakládání (účinnost od 1.12.2000) a logicky navazovala a doplňovala ostatní dotčené kapitoly TKP, především kap. č. 1, č.3, č. 17, č. 18 a č. 20 TKP ČD.

Uspořádání kapitoly a její rozšíření o nové technologie V rámci přepracování kapitoly bylo zavedeno nové uspořádání. V zájmu zjednodušení a zamezení duality jsou v novém uspořádání všechny technologie vždy v jednotlivých oddílech vyřešeny kompletně. Mnohé články jednotlivých oddílů mají souhrnnou platnost pro více technologií. Důsledně je dbáno na využívání odkazů na související TKP, normy a předpisy. Výsledkem je obsahové zpřehlednění celé kapitoly. Aktualizované vydání se týká následujících prvků zvláštního zakládání :

• Piloty, podzemní stěny
• Štětové stěny
• Kotvy, mikropiloty, hřebíky
• Injektování hornin a zemin
• Trysková injektáž
• Deep mixing (hloubkové zlepšování zemin mísením s pojivy)

Do TKP byly začleněny dříve neuvedené či nové technologie, tj. štětové stěny, hřebíky (prEN 14490 „Execution of special geotechnical works – Soil nailing“) a hloubkové zlepšování zemin mísením s pojivy (prEN 14679 „Execution of special geotechnical works - Deep mixing“). Obě zmiňované evropské normy jsou v návrhu a s jejich schválením se počítá v roce 2004 a 2005.

Mostní vzorový list 511

Nosné konstrukce železničních mostů se zabetonovanými ocelovými nosníky
Nosné konstrukce železničních mostů se zabetonovanými nosníky jsou jedním z nejčastěji užívaných typů nosných konstrukcí pro malá a střední rozpětí (cca do 25 m), zejména pak v případech, kdy je požadována malá stavební výška.

Nosné konstrukce tohoto principu se realizují u ČD cca od r. 1870. V roce 1939 byly pro ně zpracovány první „normální plány“. Tehdejší metodika návrhu předpokládala pouze statické působení ocelových nosníků, zatímco beton měl pouze funkci ztužení a výplně. V 70. letech 20. století se u ČD začalo uplatňovat nové pojetí konstrukcí se zabetonovanými nosníky. Ty byly nadále považovány za konstrukce ocelobetonové, ve kterých tlačená část železobetonové desky spolupůsobí s ocelovými nosníky v pružném stavu. V roce 1971 byly vydány vzorové výpočty, v roce 1981 následovaly směrnice pro návrh a provádění. Podle údajů mostního evidenčního systému u ČD (stav 12/2002) činí je v síti ČD 3724 nosných konstrukci se zabetonovanými nosníky nebo kolejnicemi. 67 % z nich přitom bylo provedeno před rokem 1920 a bude proto zjevně postupně vyžadovat rekonstrukci. Nosné konstrukce se zabetonovanými nosníky vzhledem ke své malé stavební výšce zároveň představují hlavní formu náhrady původních ocelových konstrukcí bez kolejového lože. V souvislosti s výstavbou železničních koridorů a zvyšováním traťových rychlostí lze tedy očekávat další nárůst počtu nosných konstrukcí tohoto typu.

Za hlavní výhody nosných konstrukcí se zabetonovanými nosníky lze považovat:

• malou stavební výšku (dosažitelný poměr rozpětí ke konstrukční výšce činí cca 25),
• přehledné statické působení,
• jednoduché konstrukční řešení,
• jednoduché provádění a krátkou dobu výstavby,
• absenci skruže při provádění,
• relativní bezpečnost proti nárazu silničních vozidel.

Konstrukce daného typu se uplatňují i v zahraničí. Všechny aktuální zahraniční podklady vycházejí z plasticitního výpočtu metodikou mezních stavů. Konstrukční řešení odpovídá soudobým poznatkům.

Za daných okolností vznikla potřeba inovovat stávající typizační podklady ČD, jejímž výsledkem je MVL 511. Jeho cílem je především vytvořit účinnou pomůcku pro návrh, provádění a údržbu tohoto typu nosných konstrukcí. MVL 511 vychází ze zahraničních podkladů, přičemž řešení v nich obsažená přizpůsobuje souvisícím TNP ČD, aktuálně platným ČSN i tuzemským zvyklostem návrhu i provádění. Pokud závaznější předpisy umožňují více variant řešení konkrétního problému, usiluje MVL 511 přímo vymezit řešení optimální.

V období postupného zavádění evropských norem se MVL 511 snaží specifikovat jednoznačná pravidla pro jejich aplikaci, zejména v případech, ve kterých vznikají rozpory mezi předběžnými zněními jednotlivých norem. MVL 511 zároveň řeší i souvisící detaily mostního vybavení, které lze uplatnit i u konstrukcí jiných typů. Jeho součástí jsou vzorové výkresy a vzorový statický výpočet. MVL 511 v současné době prochází připomínkovým řízením a bude vydán v průběhu roku 2004.

Obr. 1 Nosné konstrukce mostů se zabetonovanými nosníky v aktuálním provedení

Mostní vzorový list 991 Ocelové ohybově měkké trouby ukládané do země

Nosné konstrukce mostů a inženýrských objektů dle MVL 991 představují „kombinovanou stavbu“ jejíž nosnost je podmíněna spolupůsobením okolních vrstev zeminy. Ohebné ocelové trouby z vlnitých plechů, opatřené protikorozní ochranou, se na staveništi sešroubují do požadovaného tvaru a následně zasypou zeminou, ukládanou symetricky po vrstvách a dobře hutněnou. Ve zhutněném zásypu se vlivem ocelové skořepiny vytvoří nosná klenba. Spolupůsobením nosné klenby zemního zásypu a podpůrné ocelové skořepiny vznikne stabilní, statický definovatelný systém. Na základě ohybové pružnosti ocelových vlnitých trub je svislé zatížení je přenášeno pouze normálovými silami bez ohybových momentů, neboť tvar ohebné trouby se vlivem působení zatížení aktivního (zatížení zeminou a dopravou) a pasivního (odpor zeminy) přiblíží tvaru tlakové čáry. Ohebná trouba potom působí jako klenba se symetrickým zatížením a všechny ostatní síly přejímá zemní těleso vlivem svého vnitřního tření.

Ohebné ocelové trouby lze použít k výstavbě propustků, kolektorů pro různá technologická zařízení, ale i podchodů a mostů, v rozsahu přemostění od světlosti 0,30 m po volnou šířku 17,00 m. Jsou vhodné nejen pro nové objekty, ale i jako náhrada stávajících konstrukcí. Hlavními výhodami mostních objektů z ohebných trub jsou:

• interakci se zeminou při přenášení zatížení, což umožňuje navrhovat subtilní a ekonomické konstrukce,
• velmi rychlá doba výstavby,
• absence ložisek, dilatací, a přechodových desek,
• jednoduché založení, neboť konstrukce působí jako součást násypu a na její podloží jsou kladeny stejné nároky jako na podloží okolního násypu.

MVL 991 v současné době prochází připomínkovým řízením a bude vydán v průběhu roku 2004.

Obr. 2 Zahraniční mostní objekty z ohebných trub

zpět na seznam