Das Viadukt über den Fluss Mže, Pilsen
Über das Projekt
Dieser wichtige Verkehrsweg umgeht die Stadt auf einer Länge von 3,3 Kilometern, wodurch die Verkehrsbelastung verringert und die Anbindung der Region verbessert wird. Die Umgehungsstraße, die im Februar 2023 in Betrieb genommen wurde, verfügt über ein beeindruckendes Viadukt über das Überschwemmungsgebiet des Flusses Mže mit einer ausbalancierten Freischwingerbrücke, die das Highlight der gesamten Infrastruktur darstellt.
Das Viadukt ist in drei Erweiterungsabschnitte unterteilt, die von insgesamt 36 Stützen getragen werden. Die ersten beiden Abschnitte mit einer Länge von jeweils etwa 510 Metern wurden im Taktschiebeverfahren gebaut. Der dritte Abschnitt, beginnend bei Stütze P33, wurde im Freivorbauverfahren gebaut. Diese Brücke wurde mit drei theoretischen Spannweiten von 52,543 m, 85,416 m und 51,106 m entworfen. Unter der zweiten Spannweite fließt der Fluss Mže, der von zwei angrenzenden Landstraßen flankiert wird. Der Unterbau besteht aus drei Pfeilern, von denen einer eine Dilatationsfuge und ein Widerlager enthält.
Der Bau des Tragwerks begann am Pfeiler P34. Zunächst wurde der Pfeilertisch aufgestellt und zwei Schalungswagen für Ortbetonsegmente montiert. Anschließend wurden mit diesen Fahrwagen 5-Meter-Segmente symmetrisch hergestellt. Für jedes Segment wurden zwei 19-drahtige Spannglieder aus Spannstahl Y1860S7-15.7 verwendet, die vom Hersteller VSL bereitgestellt wurden. Die Querschnittshöhe jedes Segments verjüngt sich von 5 Metern zur Mitte der Spannweite hin auf eine Höhe von 2,1 Metern. Nach Fertigstellung des symmetrischen Segmentpaars auf P34 wurde ein ähnliches Paar auf dem Pfeiler P35 nach der gleichen Methode hergestellt. Schließlich wurde jeder Abschnitt der Unterkonstruktion durch Abschlusssegmente in der Mitte der Spannweiten verbunden.
Technische Herausforderungen
Die Freivorbaumethode besteht aus einer Reihe von Bauabschnitten, wobei jedes Segment einen eigenen Entwurf erfordert. Außerdem wurde die Planung jedes Querschnitts in zwei Phasen durchgeführt, zunächst für den unteren U-förmigen Teil und anschließend in Verbindung mit der oberen Fahrbahn. Dieser komplizierte Prozess ist zeitaufwendig und steht in engem Zusammenhang mit der für die Berechnungen vorgesehenen Zeit. Dennoch ist diese akribische Vorgehensweise zusammen mit der Wölbungskonfiguration ein gemeinsames Merkmal von Projekten dieser Art.
Moreover, the engineering team encountered various formidable challenges, encompassing code checks for different pier cross-sections and geometrically nonlinear calculations, tackling the second-order concerns associated with piers via linear buckling analysis, and executing nonlinear calculations to assess additional internal forces.
Solutions and results
The engineer in charge of the project, Ondřej Matoušek, was interviewed to explain how he manages his work on such a complex project.
First, a model is crafted of the entire bridge and analyzed with specialized FEA computer software Midas Civil.
To move the data from Midas Civil to IDEA StatiCa, he employs IDEA StatiCa BIM to replicate the model, including all cross-sections and tendon-related information. Since the model encompasses all construction stages, the data volume becomes overwhelming, resulting in nearly 200 extremes for a single section, which significantly slows the software's performance down.
To overcome this challenge, Ondřej Matousek has adopted a workaround by creating an RCS file for just one construction stage. Following this, he exclusively exports the information pertaining to the tendons and cross sections. This approach leads to significant time savings for him, enabling him to modify tendon-related details in Midas Civil and seamlessly transfer those changes to IDEA StatiCa via RCS with just a few clicks. This streamlined process provides him with effective control over the model.
Ondřej Matousek has been using IDEA StatiCa at Valbek for several years and has mastered its full potential. In a notable project he worked on for his thesis, he went the extra mile by performing manual calculations and subsequently comparing them. Surprisingly, the results were a perfect match. The key distinction lies in the time required to obtain these results. Using IDEA StatiCa RCS, he achieves the results within a day, while the manual calculations consume several days and countless hours of effort.
About Valbek
Valbek, a company established in 1990, is an office that specializes in the design of linear structures. With over three decades of expertise in their field, they operate across 20 interconnected disciplines, providing their employees with a wide range of project design opportunities, spanning from small to large-scale endeavors or the chance to specialize in specific areas of their choosing. Valbek boasts a dedicated team of over 200 highly skilled structural engineers and 50 detailers. While their headquarters are located in Liberec, Czech Republic, they have also expanded their presence into Slovakia, demonstrating their commitment to delivering innovative and high-quality solutions in the realm of linear structure design.