Efektivní návrh mostů z prefabrikovaných nosníků pomocí ALLPLANu: Řešení pro celý pracovní proces
Na Lucernském jezeře se v současné době buduje velkolepá alpská infrastruktura. Zúčastněné strany projektu řeší různé problémy s využitím plně modelového plánování.
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, výkopová 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 převisem 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 vyvolává přísné požadavky na ochranu krajinného rázu pro vizuálně atraktivní provedení. 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 zpětně kotvená žebrová konstrukce, která je "vmáčknutá" mezi jednopruhovou komunikaci a výpadovku. Konstrukce se skládá z průběžného základového pasu o standardní šířce dva metry, průběžné zadní stěny o výšce 3,5 metru a trvalého zpětného kotvení pomocí předpjatých kontrolních kotev. Ta se skládá z pramencových kotev se sedmi prameny o průměru 0,5 palce, které jsou od sebe vzdáleny jeden metr a vrtány střídavě ve sklonu 5 a 15 stupňů.
Vzhledem k vysokým estetickým nárokům jsou žebra rozmístěna poměrně těsně po pouhých čtyřech metrech. Vozovka se směrem k jezeru rozšiřuje na konzolovou hlavu 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 nachází uprostřed skalní stěny: skalní zářez, který musí konstrukce volně překonat na dvacetimetrovém rozpětí. Zde jsou čtyři žebra podepřena vyztuženou zadní stěnou, kterou doplňuje silniční plošina zavěšená na úbočí hory. Pásový základ funguje jako spodní pás a zajišťuje vysokou ohybovou tuhost.
Plánování plně založené na modelu s ALLPLANem
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 zamezení kolizí. Kromě konstrukce byla vymodelována také výkopová jáma, aby stavební 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 geologie, povrchu hornin a těles zlomů), což vedlo k plně modelovému přístupu k plánování. Podle zadávací dokumentace musel i zhotovitel vytvořit všechny koncepty 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 model BIM pro vytyčování na základě modelu, 3D řízení bagru, určování objemů betonu a pro průběžné sledování povrchu výkopu.
Účastníci projektu
Zadavatel: Plánovací a stavební management: Architektonická podpora: | Geologie: Environmentální plánování: Realizace stavby: |