Velkolepá opěrná konstrukce na Lucernském jezeře

Doba čtení 12 min

Na Lucernském jezeře se v současné době buduje velkolepá alpská infrastruktura. Zúčastněné strany projektu řeší různé problémy s využitím modelu.

Pokud jste někdy projížděli Alpami, pravděpodobně jste je viděli: silnice, které dramaticky vyčnívají ze skalních stěn, jichž se musí držet. Jedna taková opěrná konstrukce je součástí současného projektu výstavby silnice u Lucernského jezera. Rekonstruuje se a rozšiřuje 400 metrů dlouhý úsek důležité kantonální silnice K2b mezi městy Vitznau a Gersau. Z toho 313 metrů je budováno jako opěrná konstrukce. Náročný projekt této nápadné stavby vypracovala inženýrská firma Bänziger Partner z Curychu, přičemž hlavním nástrojem byl software ALLPLAN Civil. Modelováno bylo bednění, výztuž a kotvení konstrukce, stavební jáma včetně stabilizace, náročný terén a podloží, vysokonapěťové vedení a stávající objekt bunkru.

Náročná topografie

Projekt, který se nachází na hranici mezi kantony Luzern a Schwyz, zahrnuje nejen obnovu stávající silnice (postavené v letech 1885/86 a naposledy rozšířené v roce 1939), ale také její přizpůsobení současným normám. Výsledkem je výrazné rozšíření konstrukce - s konzolovým vyložením zvětšeným o 3 až 5,5 metru. Velkou výzvou je topografie: silnice se vine kolem masivu hory Rigi a je jedinou spojnicí mezi Vitznau a Gersau. Dlouhodobá uzavírka silnice proto nepřipadá v úvahu, což znamená, že stavba musí probíhat za provozu. Výjimkou jsou pouze dvě úplné uzavírky v délce tří týdnů, během nichž se provedou práce, které nelze realizovat za provozu. Silniční úsek se navíc nachází ve velmi exponované poloze nad jezerem, což s sebou nese přísné požadavky ochrany krajiny na vizuálně atraktivní ztvárnění stavby. Například nosná konstrukce by měla působit organickým dojmem.

Tři různé konstrukční systémy pro jednu opěrnou konstrukci

Vzhledem k topografickým podmínkám, estetickým požadavkům a nutnosti stavět za provozu byla proveditelná pouze následně kotvená žebrová konstrukce, která je "vmáčknutá" mezi jednopruhovou komunikaci a sráz. Konstrukce se skládá z průběžného základového pasu o standardní šířce 2 metry, průběžné zadní stěny o výšce 3,5 metru a trvalého kotvení pomocí zemních kotev. To se skládá z kotev se 7 prameny o průměru 0,5 palce, které jsou od sebe vzdáleny 1 metr a vrtány střídavě ve sklonu 5 a 15 stupňů.

Vzhledem k vysokým estetickým nárokům jsou žebra rozmístěna poměrně těsně po pouhých 4 metrech. Vozovka se směrem k jezeru rozšiřuje na vršek přidané konzoly a podpírá celou konstrukci chodníku. Konstrukce se plynule přizpůsobuje terénu a plánovanému vedení silnice. Všech 55 žeber má různou geometrii. V úsecích, kde je konstrukce částečně zakryta lesem, nesou vozovku místo ní běžné opěrné zdi. Celkem jsou použity tři různé konstrukční systémy. Architekt Eduard Imhof poskytl projekční podporu inženýrskému týmu.

Další zvláštnost se objevuje přímo uprostřed skalní stěny v místě skalního zářezu, který musí stavba na délce 20 metrů volně překlenout. Čtyři žebra jsou zde podepřena vyztuženou zadní stěnou, doplněnou na straně svahu o zavěšenou mostovku. Základový pás zde funguje jako spodní pás nosníku a zajišťuje vysokou tuhost v ohybu.

Plánování plně založené na ALLPLAN modelu

Návrh byl založen na parametrickém modelu v ALLPLAN Civil. Společnost Bänziger Partner modelovala nejen betonovou konstrukci, ale také všechny trvalé nepředpjaté a předpjaté kotvy a mikropiloty. Každému prvku byly přiřazeny atributy, jako je název, délka, sklon atd. Vzhledem k silnému zakřivení konstrukce bylo křížení kotev nevyhnutelné. Modelování usnadnilo identifikaci a zamezilo kolizím. Kromě samotné konstrukce byl v modelu vytvořen také výkop stavební jámy, aby realizační firma mohla při výkopu použít 3D řízení bagru. Model výkopu zahrnuje všechny nepředpjaté kotvy použité pro dočasnou stabilizaci jámy, což umožňuje identifikovat potenciální konflikty při vrtání ve fázi plánování.

Byly vytvořeny také modely dalších relevantních objektů, jako je stávající objekt bunkru, vedení vysokého napětí a terén (včetně geologických vrstev s povrchem skalního masivu a puklinovými systémy). Podle zadávací dokumentace musel i zhotovitel vytvořit všechny návrhy staveniště ve 3D - například pro identifikaci střetů mezi základy jeřábů a plánovanými kotvami nebo mezi těžkým lešením na straně údolí a mikropilotami. Podrobný BIM model společnosti Bänziger Partner tak tvořil základ pro zajištění proveditelnosti projektu již ve fázi výběrového řízení.

Celkově se zvýšené úsilí při plánování, které model vyžadoval, více než vyplatilo. Na základě modelu bylo například možné vytvořit komplexní výztuž a rychle a snadno přezkoumat dočasná stavební opatření. Stavební firma také využila BIM modelu pro vytyčování na základě modelu, 3D řízení bagru, určování objemů betonu a pro průběžnou kontrolu povrchu výkopu.

Účastníci projektu

Zadavatel:
Kanton Lucern, Odbor dopravy a infrastruktury (vif)

Plánovací a stavební management:
IG Horn
WSP AG, Lucern
Bänziger Partner AG, Curych
Go Bau AG, Cham

Architektonická podpora:
Eduard Imhof, Dipl. arch. ETH/SIA, Lucern

Geologie:
Keller + Lorenz AG, Lucern

Environmentální plánování:
AFRY Schweiz AG, Curych

Realizace stavby:
ARGE MaCoWa
Marti Zentralschweiz Bauunternehmung AG, Lucern
Contratto AG, Goldau
Walo Bertschinger AG, Dietikon
Plánování dočasných prací: B+S AG, Lucern