Provádění ocelových konstrukcí
Normy pro provádění ocelových konstrukcí prodělaly v posledních letech podobný vývoj jako normy pro navrhování ocelových konstrukcí. Do systému ČSN byla převzata evropská norma pro provádění EN 1090 a začleněna do systému českých norem jako ČSN EN 1090. Následně byly duplicitní české normy zrušeny a nahrazeny tzv. zbytkovými normami, které obsahují ustanovení, která byla v původních českých normách, ale nejsou v normě evropské.
Úvod
Normy pro provádění ocelových konstrukcí prodělaly v posledních letech podobný vývoj jako normy pro navrhování ocelových konstrukcí. Do systému ČSN byla převzata evropská norma pro provádění EN 1090 a začleněna do systému českých norem jako ČSN EN 1090. Následně byly duplicitní české normy zrušeny a nahrazeny tzv. zbytkovými normami, které obsahují ustanovení, která byla v původních českých normách ale nejsou v normě evropské. Konkrétně ČSN 73 2601 Provádění ocelových konstrukcí [1] z roku 1988 byla zrušena a v roce 2012 byla vydána ČSN 73 2604 Ocelové konstrukce – Kontrola a údržba ocelových konstrukcí a inženýrských staveb [2]. ČSN 73 2603 Provádění ocelových mostních konstrukcí [3] z roku 1996 byla v roce 2011 nahrazena normou ČSN 73 2603 Ocelové mostní konstrukce – Doplňující specifikace pro provádění, kontrolu kvality a prohlídky [4]. Evropská norma ČSN EN 1090 Provádění ocelových a hliníkových konstrukcí má tři části [5], [6] a [7] a jak je z názvu patrné, tak se týká nejen ocelových ale také hliníkových konstrukcí.
Pro ocelové mosty platí ještě Technické kvalitativní podmínky (TKP), kapitola 19, které definují požadavky objednatele ocelového mostu na kvalitu materiálu, výrobu, montáž a údržbu ocelových mostů železničních [8] nebo mostů pozemních komunikací [9]. TKP 19 se používají pro zhotovení zadávací dokumentace stavby, pro následné výběrové řízení a pro hodnocení kvality díla.
1. Požadavky na posouzení shody konstrukčních dílců
ČSN EN 1090-1+A1
Tato harmonizovaná evropská norma stanovuje požadavky na posouzení shody dílců, které vyplývají ze shody funkčních a konstrukčních charakteristik daných výrobou a charakteristik, které jsou požadovány návrhem. Tato norma neobsahuje pravidla pro navrhování a výrobu.
Norma stanovuje požadavky na základní výrobky, z kterých se vyrábějí konstrukční dílce. Jedná se o požadavky na tolerance rozměrů a tvaru, svařitelnost, lomovou houževnatost, konstrukční charakteristiky, odolnost proti rázu a na trvanlivost. Konstrukční charakteristiky dílce se vztahují k jeho únosnosti, únavové pevnosti, požární odolnosti a k deformaci.
Pro jednotlivé požadavky na základní výrobky norma stanovuje způsob posuzování. Základní výrobky použité pro výrobu ocelových dílců (plechy, tvarové tyče apod.) se musí posuzovat podle dokumentů kontroly [10] v souladu s požadavky specifikace dílce.
Shoda dílce nebo sestavy se musí prokázat počáteční zkouškou a systémem řízení výroby. Počáteční zkouškou je soubor zkoušek nebo výpočtů, kterým se stanoví vlastnosti vzorku. Systém řízení výroby u výrobce zajišťuje, že výrobky uvedené na trh jsou v souladu s prokazovanými funkčními charakteristikami. Příloha B normy obsahuje úkoly, které je třeba vykonat při posuzování systému řízení výroby, aby se zajistilo, že systém je vhodný pro výrobu ocelových konstrukcí. Je-li dosaženo shody podle přílohy ZA normy, tak notifikovaná osoba vystaví certifikát, který opravňuje výrobce označovat své výrobky označením CE.
2. Technické požadavky na ocelové konstrukce
ČSN EN 1090-2+A1
Tato evropská norma uvádí požadavky na provádění konstrukcí, aby se zajistila odpovídající úroveň mechanické únosnosti a stability, použitelnosti a trvanlivosti ocelových konstrukcí navržených podle jednotlivých částí ČSN EN 1993 a ocelových částí spřažených ocelobetonových konstrukcí podle všech částí ČSN EN 1994. Norma uvádí požadavky na konstrukce vyrobené z výrobků válcovaných za tepla do třídy oceli S690, z tenkostěnných za studena tvarovaných prvků do třídy oceli S700 a z výrobků z korozivzdorných ocelí.
Norma zavádí čtyři třídy provedení od 1 do 4, označené jako EXC1 až EXC4, pro které požadavek přísnosti vzrůstá od EXC1 do EXC4. Třídy provedení lze použít na celou konstrukci nebo její části nebo zvláštní detaily. Konstrukce může obsahovat různé třídy provedení. Doporučená třída provedení se stanovuje na základě třídy následků, výrobní kategorie a kategorie použitelnosti.
Třída následků diferencuje požadovanou spolehlivost konstrukce tím, že se uváží následky poruchy nebo funkční nezpůsobilost konstrukce. Výběr třídy následků je vyjádřený v předpokládaných ztrátách lidských životů, ekonomických ztrátách nebo v poškození životního prostředí způsobených poruchou nebo zřícením konstrukce nebo nosného prvku v závislosti na indexu spolehlivosti β. Definice tříd následků je uvedena v příloze B v ČSN EN 1990 [11], viz tab. 1.
| Třídy následků | Popis | Příklady pozemních nebo inženýrských staveb |
|---|---|---|
| CC3 | Velké následky s ohledem na ztráty na lidských životů nebo významné následky ekonomické, sociální nebo pro prostředí | Stadióny, budovy určené pro veřejnost, kde jsou následky poruchy vysoké (např. koncertní sály) |
| CC2 | Střední následky s ohledem na ztráty na lidských životů nebo značné následky ekonomické, sociální nebo pro prostředí | Obytné a administrativní budovy a budovy určené pro veřejnost, kde jsou následky poruchy středně závažné (nap. kancelářské budovy) |
| CC1 | Malé následky s ohledem na ztráty na lidských životů nebo malé / zanedbatelné následky ekonomické, sociální nebo pro prostředí | Zemědělské budovy, kam lidé běžně nevstupují (např. budovy pro skladovací účely, skleníky) |
Výrobní kategorie zohledňuje rizika spojená s prováděním konstrukce. Konstrukce může obsahovat dílce nebo konstrukční detaily, které patří do rozdílných výrobních kategorií. Kritéria pro stanovení výrobní kategorie jsou uvedena v příloze B normy [6], viz tab. 2.
Kategorie použitelnosti zohledňuje rizika spojená s používáním konstrukce, zda se jedná o kvazistatické nebo únavové, dynamické nebo seizmické zatížení. Konstrukce může obsahovat dílce, které spadají do rozdílných kategorií. Kritéria pro určení kategorie použitelnosti jsou uvedena v příloze B normy [6], viz tab. 3.
| Kategorie | Kritéria |
|---|---|
| PC1 | Nesvařované dílce vyrobené z výrobků jakékoliv pevnostní třídy oceli |
| Svařované dílce vyrobené z výrobků z oceli nižší pevnostní třídy než S355 | |
| PC2 | Svařované dílce vyrobené z výrobků z oceli S355 a vyšší pevnostní třídy |
| Základní dílce pro celistvost konstrukce, které se svařují na staveništi | |
| Dílce tvářené za tepla nebo tepelně zpracované během výroby | |
| Dílce příhradových nosníků z kruhových dutých průřezů CHS vyžadující tvarově řezané konce |
| Kategorie | Kritéria |
|---|---|
| SC1 | Konstrukce a dílce navržené pouze na kvazistatické zatížení (příklad: pozemní stavby) |
| Konstrukce a dílce s přípoji navržené pro seizmické zatížení v oblastech s nízkou seizmickou aktivitou a v DCL* | |
| Konstrukce a dílce navržené na únavové zatížení od jeřábů (třída S0)** | |
| SC2 | Konstrukce a dílce navržené na únavu podle EN 1993. (příklady: Silniční a železniční mosty, jeřáby (třídy S1 až S9)**, konstrukce vystavené vibracím vyvolaným větrem, zatížené davem lidí nebo rotačním strojem) |
| Konstrukce a dílce s přípoji navržené na seizmické zatížení v oblastech se střední nebo vysokou seizmickou aktivitou a v DCM* a DCH* | |
| * DCL, DCM, DCH: třídy duktility podle EN 1998-1. ** Pro klasifikaci únavového zatížení od jeřábů viz EN 1991-3 a EN 13001-1. | |
Matice pro výběr třídy provedení ze stanovené třídy následků a vybrané výrobní kategorie a kategorie použitelnosti je uvedena v příloze B normy [6], viz tab. 4. Třídu provedení má stanovit projektant ve spolupráci s budoucím uživatelem a mají se brát v úvahu národní ustanovení pro konstrukci v místě jejího užívání.
| Třídy následků | CC1 | CC2 | CC3 | ||||
| Kategorie použitelnosti | SC1 | SC2 | SC1 | SC2 | SC1 | SC2 | |
| Výrobní kategorie | PC1 | EXC1 | EXC2 | EXC2 | EXC3 | EXC3 a | EXC3 a |
| PC2 | EXC2 | EXC2 | EXC2 | EXC3 | EXC3 a | EXC4 | |
| a EXC4 se má použít na zvláštní konstrukce nebo konstrukce s extrémními následky při porušení, jak požadují národní ustanovení. | |||||||
3. Kontrola a údržba ocelových konstrukcí
ČSN 73 2604
Tato norma nahrazuje ustanovení o kontrole a údržbě ocelových konstrukcí pozemních a inženýrských staveb uvedených ve zrušené ČSN 73 2601 z roku 1988 [1], která nejsou obsažena v evropské normě ČSN EN 1090-2+A1 [6], která problematiku kontroly a údržby neřeší. Norma se nevztahuje na mostní konstrukce, pro které platí ČSN 73 2603 [4]. Norma klade důraz na správu a udržování ocelových konstrukcí podle projektové a provozní dokumentace a je současně podkladem pro prohlídky a posuzování ocelových konstrukcí. Dále stanovuje požadavky na odbornou způsobilost osob provádějících kontrolu, opravy a údržbu.
Norma obsahuje ustanovení o kontrole dokumentace, o posudcích a přepočtech. Kontrola dokumentace se musí provést v rámci výchozí a podrobné prohlídky, před zpracováním projektu opravy a rekonstrukce, před jakýmkoliv stavebním a technologickým zásahem, který by mohl mít vliv na nosnou konstrukci a při zjišťování příčin závad. Posouzení stávající ocelové konstrukce se musí provést při zjištění závažných neshod při kontrole dokumentace, při zjištění závad při prohlídce, před provedením úprav nosné ocelové konstrukce, před jakýmkoliv stavebním nebo technologickým zásahem ovlivňujícím spolehlivost konstrukce, před významným jednorázovým zvětšením provozního zatížení a při změně účelu užívání konstrukce.
Norma uvádí obsah činnosti při provádění jednotlivých prohlídek. Výchozí prohlídka se provádí převážně v rámci přejímky nové konstrukce. Kontroluje se zejména soulad konstrukce s dokumentací, geometrický tvar konstrukce, úplnost konstrukce, kvalita svarů, šroubových, nýtových a čepových spojů a protikorozní ochrana. Při běžné prohlídce se nosná konstrukce kontroluje převážně vizuálně. Prověřuje se, zda konstrukce nevykazuje nadměrné deformace, hluk nebo kmitání, zda nedošlo k poškození prvků a detailů konstrukce, kontroluje se kotvení a spoje konstrukce, stav protikorozní ochrany, příp. korozní poškození, u dynamicky namáhaných konstrukcí se zjišťuje, zda nedošlo ke vzniku trhlin, příp. se provádí defektoskopická kontrola. Při podrobné prohlídce se provádí stejné úkony jako u běžné prohlídky a navíc se provádí kontrola dokumentace, zaměřuje se skutečný geometrický tvar konstrukce, měří se případné korozní úbytky. U dynamicky namáhaných konstrukcí se provádí defektoskopická kontrola svarů a určených detailů. Mimořádná prohlídka se provádí v případě závažných zjištění při běžné nebo podrobné prohlídce nebo po mimořádné události, která mohla způsobit poškození konstrukce. Rozsah se určí podle zápisu běžné nebo podrobné prohlídky nebo podle rozsahu mimořádné události. Prohlídka použitelnosti souvisí s provozem konstrukce a jejím obsahem je kontrola deformací, kmitání, prohlídka příslušenství a bezpečnostních prvků. U některých konstrukcí se předepisují speciální druhy kontrol: statická nebo dynamická zatěžovací zkouška, dlouhodobé sledování konstrukce aj.
Norma dále předepisuje intervaly kontrol. U konstrukcí zařazených ve třídě následků CC1 a CC2 (tab. 1) se běžná prohlídka se provádí 1krát za 5 let, podrobná prohlídka nejméně 1krát za 10 let. U konstrukcí zařazených ve třídě následků CC3 a u konstrukcí výrazně dynamicky namáhaných se běžná prohlídka provádí 1krát za rok, podrobná prohlídka 1krát za 5 let. Pro speciální konstrukce (např. konstrukce pohyblivých tribun, stožáry, komíny, předpjatá táhla apod.) jsou předepsány příslušné termíny prohlídek. Povinnost k provádění prohlídek má vlastník stavby a prohlídku může provádět pouze osoba s odpovídající kvalifikací.
4. Provádění ocelových mostních konstrukcí
ČSN 73 2603
Norma obsahuje ustanovení pro specifikaci montáže, přestavby, rekonstrukce, opravy, demontáže ocelových mostních konstrukcí, vřetně mostních závěrů, montáže provizorních podpěr pro výsun nebo zásun mostních konstrukcí, montáže provizorních mostů a specifikace pro veškeré manipulace s ocelovými mostními konstrukcemi. Norma je současně podkladem pro prohlídky ocelových mostních konstrukcí.
Pro zajištění kvality výroby a montáže ocelových mostních konstrukcí a pro její následnou kontrolu se vypracuje výrobní a montážní dokumentace zhotovitele podle přílohy B této normy. V průběhu výroby a montáže ocelové mostní konstrukce třídy provedení EXC3 a EXC4 (tab. 4) je třeba vést denní záznam o provádění prací. K tomu slouží výrobní deník pro práce ve výrobně a montážní deník pro práce na staveništi. Pro provádění protikorozní ochrany je možno zavést natěračský deník. Pro oba druhy deníků norma obsahuje jejich podrobný rozsah.
Kontrola kvality se zajišťuje průběžným dozorem objednatele ve výrobně a na montáži, dále pak dílenskými a montážními přejímkami. Norma uvádí podrobný přehled činností pro dílenské a montážní přejímky.
Ocelová mostní konstrukce musí být před uvedením do provozu a po celou životnost pravidelně kontrolována a udržována. Před uvedením mostu pozemní komunikace do provozu se provádí první hlavní prohlídka podle ČSN 73 6221 [12], v případě drážního mostu se provádí technicko-bezpečnostní zkouška formou hlavní prohlídky. Kontrola stavu ocelových mostních konstrukcí se provádí formou běžných, hlavních, podrobných nebo mimořádných prohlídek. Rozsah, četnost, obsah a způsob provádění prohlídek mostů pozemních komunikací je určen v [12] a pro drážní mosty v předpisu SŽDC S5 [13].
Třídy provedení (EXC) pro ocelové mostní konstrukce jsou určeny ve smluvní dokumentaci. Pro stanovení třídy provedení je v normě [4] uveden příklad návrhu v tabulce A.1.
Pro hodnocení odchylek rozměrů a tvarů mostních konstrukcí se do specifikace výroby a montáže ocelové konstrukce uvádějí odchylky stanovené v ČSN EN 1090-2:+A1 [6]. Pro ocelové mostní konstrukce třídy provedení EXC3 a EXC4 jsou v tabulce A.2.1 normy [4] uvedeny další funkční odchylky v místech montážních svarových spojů, které neobsahuje norma [6]. V tabulce A.2.2. normy [4] je uveden způsob měření odchylek v místech uložení konstrukce na mostní ložiska.
5. Technické kvalitativní podmínky pro ocelové mosty
TKP 19
Specifikace pro dodávku a provádění ocelových mostních konstrukcí drážních mostů jsou obsaženy v Technických kvalitativních podmínkách 19 – Ocelové mosty a konstrukce [8]. Obdobné specifikace pro dodávku a provádění ocelových mostních konstrukcí mostů pozemních komunikací jsou obsaženy v Technických kvalitativních podmínkách 19 – Ocelové mosty a konstrukce [9], které se ještě dělí na část A a část B. Část B se vztahuje pouze k protikorozní ochraně.
Technické kvalitativní podmínky 19 (dále TKP 19) pro drážní mosty i pro mosty pozemních komunikací mají obdobné dělení a obsahuji následující odstavce:
- popis a kvalita stavebních materiálů
- technologické postupy prací, výroba a montáž
- dodávka, skladování, průkazní zkoušky materiálů
- odebírání vzorků a kontrolní zkoušky
- přípustné odchylky
- klimatická omezení
- odsouhlasení a převzetí prací
- sledování deformací
- ekologie, bezpečnost prací, požární ochrana
Rozsah TKP 19 je značný, pro drážní mosty 109 stran, pro mosty pozemních komunikací 215 stran. Značný rozsah obou TKP 19 je dán především skutečností, že jsou do obou TKP 19 začleněny různé evropské normy, které se k řešené problematice vztahují a v době tvorby TKP 19 nebyly dostatečně známé. V současné době již potřeba přebírání jiných norem do TKP 19 pominula a uvažuje se o aktualizaci TKP 19, která by vedla k jejich výrazné redukci.
6. Závěr
Článek se zabývá aktuálním stavem norem pro provádění ocelových konstrukcí pozemních staveb a ocelových konstrukcí mostů. Všechny uváděné normy se zabývají prováděním ocelových konstrukcí ve výrobně a na staveništi a hlavním jejich smyslem je zajištění požadované kvality ocelové konstrukce, která se projevuje v bezpečnosti, spolehlivosti, použitelnosti a životnosti ocelové konstrukce.
Literatura
- [1] ČSN 73 2601 Provádění ocelových konstrukcí, 1988
- [2] ČSN 73 2604 Ocelové konstrukce – Kontrola a údržba ocelových konstrukcí a inženýrských staveb, 2012
- [3] ČSN 73 2603 Provádění ocelových mostních konstrukcí, 1996
- [4] ČSN 73 2603 Ocelové mostní konstrukce – Doplňující specifikace pro provádění, kontrolu kvality a prohlídky, 2011
- [5] ČSN EN 1090-1:+A1 Provádění ocelových konstrukcí a hliníkových konstrukcí – Část 1: Požadavky na posouzení shody konstrukčních dílců, 2012
- [6] ČSN EN 1090-2:+A1 Provádění ocelových konstrukcí a hliníkových konstrukcí – Část 2: Technické požadavky na ocelové konstrukce, 2012
- [7] ČSN EN 1090-3 Provádění ocelových konstrukcí a hliníkových konstrukcí – Část 3. Technické požadavky na hliníkové konstrukce, 2009
- [8] Technické kvalitativní podmínky staveb českých drah. Kapitola 19: Ocelové mosty a konstrukce, 2006
- [9] Technické kvalitativní podmínky staveb pozemních komunikací. Kapitola 19: Ocelové mosty a konstrukce. Část A, část B, 2008
- [10] ČSN EN 10204 Kovové výrobky – Druhy dokumentů kontroly, 2005
- [11] ČSN EN 1990 Zásady navrhování konstrukcí, 2006
- [12] ČSN 73 6221 Prohlídky mostů pozemních komunikací, 1996
- [13] SŽDC S5 Správa mostních objektů, 1996
Standards for the building of steel structures in recent years undergone a similar development as the standards for the design of steel structures. System of the Czech standards was supplemented by EN 1090 standard, that became CSN EN 1090. Subsequently, duplicate Czech standards were repealed and replaced by the so-called residual standards, which include provisions that were in the original Czech standards but are not in the standard European.