asb-portal.cz - Odborný portál pro profesionály v oblasti stavebnictví
Partneři kategorie

Spřažené mosty přes údolí Hrabyňského a Kremlického potoka

27.05.2014

Projekční práce na stavbě silnice I/11 Mokré Lazce byly zahájeny koncem roku 2008, samotné stavební práce pak začátkem roku 2009. Do konce roku 2010, kdy byla stavba v rámci vládních úsporných opatření pozastavena, se na největších mostních objektech stavby SO 206 a SO 207 podařilo částečně zrealizovat spodní stavbu.

Výstavba byla obnovena na konci léta roku 2012. Výroba a montáž ocelových konstrukcí byla zahájena na začátku roku 2013. V současné době probíhá výsun nosných ocelových konstrukcí, a v případě SO 206 též montáž prefabrikované části mostovky. Pro oba jízdní směry je navržena jedna nosná konstrukce, tvořená v příčném řezu spřaženým ocelobetonovým komorovým nosníkem se široce vyloženými konzolami. Komorový nosník kromě pásnic a šikmých stěn sestává z podélníku v ose komory a dvěma krajních podélníků nesoucích konzolovitě vyloženou část desky. Střední podélník je podepírán trubkovými diagonálami uvnitř komory a krajní podélníky jsou vynášeny trubkovými vzpěrami od spodního pasu hlavního nosníku. Tvar komory a poloha krajních podélníků jsou zabezpečeny příčnými táhly. Táhla probíhají přibližně uprostřed tloušťky betonové desky od jednoho krajního podélníku ke druhému s mezilehlým kotvením na horních pasech komorového nosníku a na středním podélníku (obr. 2).

Obr. 2  Detail kotvení krajního podélníku

Obr. 2  Detail kotvení krajního podélníku

Příčný řez je v pravidelných intervalech 3 m ztužen diafragmaty příčníky a výše popsaným systémem vnitřních a vnějších trubkových vzpěr. Příčné výztuhy stěn jsou ve tvaru písmene T. V podélném směru je spodní pásnice a stěna komory ztužena trapézovými, respektive trojúhelníkovými komůrkovými výztuhami. V případě stěnových panelů byl zvolen trojúhelníkový tvar podélných výztuh, aby se zabránilo shromažďování kondenzátu na horních plochách výztuh. Mostovka obou objektů má tloušťku 350 mm. Při jejím zhotovení se jako ztraceného bednění využijí betonové prefabrikáty s filigránovou výztuží. Protože rozpětí a zatížení těchto prvků je na hranici možností, vyplývající ze sortimentu filigránové výztuže dostupného na trhu, byl návrh prefabrikátů ověřen zatěžovací zkouškou. Ta proběhla na Ústavu betonových a zděných konstrukcí Fakulty stavební v Brně v roce 2010 pod vedením L. Klusáčka a její výsledky byly prezentovány na konferenci Betonářské dny 2010. Základní nosný systém je u objektů SO 206 a SO 207 shodný. Rozdíly v konstrukci a postupech výstavby vyplývající z konfigurace terénu, vedení trasy a technologických preferencí jednotlivých zhotovitelů (Eurovia pro SO 206 a Skanska pro SO 207) budou stručně popsány v následujících odstavcích.

Estakáda přes údolí potoka Hrabyňka (SO 206)

Estakáda přemosťuje hluboké údolí tvaru širokého V šesti poli o rozpětích 45 + 60 + 60 + 66 + 57 + 39 m = 327 m v prostorové přímé, v podélném sklonu 2,33 %. Na prostředních třech pilířích jsou podélně nepohyblivá ložiska. Výška příčného řezu je 3,35 m, z toho 3,00 m připadá na ocelovou konstrukci a 0,35 m na desku mostovky. Všechny podpěry jsou založené hlubinně, na vrtaných pilotách ∅ 1,2 m. Pilíře jsou prizmatické, všechny v příčném řezu písmene H šířky 7,1 m a délky 3,0 m. Nejvyšší pilíř je 36,6 m vysoký. Protože tento pilíř tvoří prostřední z trojice pevných bodů, provozní podélné účinky jsou relativně malé, zato během výsunu ocelové konstrukce musí tento pilíř být přikotven, protože podélný moment vyvozený třením na výsuvném ložisku mírně převyšuje únosnost pilíře v jeho patě. Pro účely montáže je ocelová konstrukce mostu rozdělena do 20 segmentů délky 13,0 až 21,3 m, mezi krátkými nadpodporovými segmenty zpravidla leží tři segmenty v poli. Každý segment v příčném směru sestává ze tří montážních dílců: dvou bočních stěnových dílců a mezilehlá část dolní pásnice. Drobnější montážní dílce zahrnují podélníky, diagonály, vzpěry a ložiskové konzoly koncových příčníků. Most je montován technologií postupného výsunu, k čemuž je přímá geometrie ideální. Vysouvá se do kopce, od opěry 1 k opěře 7. Zvláštností zvolené technologie je výsun spolu s betonovými prefabrikáty, což zhotoviteli umožňuje realizovat takto rozsáhlou stavbu bez nasazení věžových jeřábů. Ze statického hlediska to však znamená výsun přibližně dvojnásobné hmoty, než by byla hmotnost samotné ocelové konstrukce.

Výsun tohoto balastu na konzole by byl nemyslitelný, proto přední část konstrukce za 21 m dlouhým výsuvným nosem je v délce 66 m vysouvána bez prefabrikátů. Přístup k výsuvným ložiskům na hlavicích pilířů je realizován z vysouvaného mostu. Protože většina délky mostu je vysouvána spolu s betonovými prefabrikáty a celková šířka vysouvané konstrukce tak činí úctyhodných 25,2 m, k hlavicím pilířů jsou zboku připnuty konzolové komunikační lávky, které samy o sobě tvoří zajímavou inženýrskou konstrukci. Vzhledem k přídavnému zatížení betonovými prefabrikáty jsme analýze výsunu museli věnovat velkou pozornost. Na rozdíl od výsunu trámu s přibližně rovnoměrným rozdělením hmot po délce extrémní reakce nenastávají pod maximálně vyloženou konzolou, ale dojde k nim na každém ložisku později, až tam dojede část konstrukce zatížená panely. Proto je naprosto nezbytné zohlednit nadvýšený tvar nezatížené konstrukce; zanedbání tohoto efektu by vedlo k nesprávnému stanovení extrémů reakcí, a to na nebezpečnou stranu. Pečlivě bylo nutné posoudit stabilitu stěny při příčném zatížení, ačkoliv délka výsuvného ložiska představuje prakticky dvě třetiny délky stěnového panelu. Určité potíže způsobil návrh technologie nouzového přizvednutí konstrukce (například pro výměnu kluzných desek), protože prostor na hlavici pilíře je poměrně stísněný. Na přelomu března a dubna 2014 byla konstrukce takřka kompletně smontovaná, souhrnná délka pěti výsunů uskutečněných k tomuto datu činí 255 m, zbývá vysunout 90 m. Výsun probíhá bez komplikací, z měřené tažné síly dopočtený součinitel tření se pohybuje mezi 2 a 3 %. K úspěchu kromě pečlivé přípravy přispěla i mírná zima 2013/2014 bez silných mrazů a prakticky bez sněhových srážek. Každý výsun zabral necelé dvě pracovní směny. Pokládka betonových prefabrikátů na montážní ploše s užitím běžného autojeřábu je rovněž bezproblémová, za jednu směnu se smontuje více než 10 m délky mostovky.
Obr. 6  SO 206 – Detail ztraceného bednění mostovky z prefabrikovaných panelů

Obr. 6  SO 206 – Detail ztraceného bednění mostovky z prefabrikovaných panelů

Most přes údolí potoka Kremlice (SO 207)

Most 207 přemosťuje údolí potoka Kremlice a jedná se o největší mostní objekt na stavbě silnice I/11. V předchozím stupni projektové dokumentace (DZS) byl navržen obloukový most s délkou přemostění 526,4 m a s obloukem o rozpětí 180,0 m a vzepětí 40,0 m. Příčný řez byl tvořen dvěma komorami spojenými jednou příčně předpjatou spřaženou deskou. Obě komory měly společnou spodní stavbu.
Ve stupni RDS byla konstrukce mostu změněna. Pro nosnou konstrukci byl použit příčný řez shodný s mostem 206, který je popsán výše. V roce 2010 bylo realizováno pilotové založení pilířů a zárodky spodní stavby. V mezidobí, kdy byly stavební práce pozastaveny, byla vzhledem k potvrzené geologické anomálii v místě založení jedné paty oblouku zvažována varianta přemostění údolí pomocí estakády na vysokých pilířích. Toto řešení znamenající mimo jiné ekonomickou a časovou úsporu bylo upřednostněno a most byl přeprojektován na estakádu o 11 polích. Rozpětí jednotlivých polí mostu je 33 + 45 + 2 × 48 + 4 × 57 + 48 + 45 + 33 = 528 m (obr. 7).

Obr. 7  Příčný řez mostem přes údolí potoka Kremlice

Obr. 7  Příčný řez mostem přes údolí potoka Kremlice

V půdorysu je osa mostu tvořena obloukem o poloměru 900 m, přechodnicí a přímou. Výškové řešení tvoří údolnicový zakružovací oblouk, část s konstantním sklonem 1,06 % a vrcholový zakružovací oblouk. Výška příčného řezu je 3,1 m (2,75 m ocelová komora a 0,35 m spřažená deska) (obr. 7). Krajní opěry jsou založeny plošně, základy všech pilířů jsou založeny na vraných pilotách průměru 1,2 a 1,5 m. Podpěry mostu tvoří dva druhy pilířů. Relativně kratší pilíře výšky do 31,0 m po stranách údolí – pilíře P2 až P5 a P10 až P11 mají výšku příčného řezu 2,5 m a jsou osazené podélně posuvnými ložisky. Nejvyšší pilíře tvořící rozpěrný rám mají výšku příčného řezu 4,0 m, přičemž nejvyšší pilíř uprostřed údolí má délku 54,5 m. Ocelová konstrukce se montuje podélným zásunem do údolí. Hlavní úskalí výsunu představuje geometrie mostu v půdoryse, kdy část mostu je tvořena obloukem a přechodnicí a část přímou. Z těchto důvodů je nosná konstrukce rozdělena na dvě části (přibližně v místě přechodu přechodnice do přímé) a vysouvá se odděleně levá část mostu od opěry OP1 a pravá část mostu od OP12. Rozdělení mostu na odděleně vysouvané části je záměrně navrženo v oblasti nulových ohybových momentů na spojitém nosníku v pátém poli, 18,0 m před pilířem P6. Jako první se montuje a vysouvá část mostu od OP1.

Vysouvaná ocelová konstrukce se spustí na definitivní ložiska s dočasným pevným bodem na OP1, přičemž je konstrukce záměrně fixována v o 100 mm nedosunuté poloze směrem k OP1. Následuje výsun nosné konstrukce od OP12 a její spuštění na definitivní ložiska. Poté je provedeno vzájemné spojení vysunutých částí. Nejprve bude eliminován svislý průhyb konzol, bude upravena geometrie ploch pro svaření a bude provedeno dosunutí levé části nosné konstrukce s využitím kapacity definitivních podélně posuvných ložisek, která jsou na tuto operaci přednastavena. Následuje vzájemné svaření vysouvaných částí a dokončení montáže ocelové konstrukce. Jak již bylo zmíněno, velkou technickou komplikací je výsun konstrukce s velmi proměnnou křivostí v půdoryse. Během výsunu dochází k příčným pohybům nosné konstrukce na hlavicích pilířů. Proto byla montážní organizací (Firesta, a. s.) vyvinuta unikátní technologie vysouvání, která umožňuje příčný posun nosné konstrukce na pilíři až o 800 mm. Výsuvná ložiska jsou uložena kluzně na příčných nosnících (obr. 9). Protože však musí být konstrukce během výsunu bočně vedena a zabezpečena proti účinkům bočního větru, jsou příčné pohyby konstrukce řízeny na základě detailní analýzy geometrie. Vzhledem k tomu, že výsun konstrukce v přechodnici spolu s osazenými panely ztraceného bednění by byl neekonomický, je konstrukce vysouvána bez nich a tyto jsou osazovány dodatečně po dokončení ocelové konstrukce pomocí jeřábu. Detailnější popis technologie výsunu je nad rámec tohoto příspěvku a jistě bude v budoucnu montážní organizací publikován.
Obr. 9  SO 207 – Příčně vychýlená nosní ocelová konstrukce při násunu krakorce na pilíř P4

Obr. 9  SO 207 – Příčně vychýlená nosní ocelová konstrukce při násunu krakorce na pilíř P4

Závěr

Zhotovitelem mostů je sdružení Lazce/2008 zastoupené firmami Eurovia CS, a. s., závod Ostrava (SO 206) a Skanska DS, a. s. (SO 207). Třetí člen sdružení – firma Firesta, Fischer, rekonstrukce, stavby, a. s., vyrábí a montuje ocelovou konstrukci pro SO 207 a vysouvá oba mosty. Výroba a montáž ocelové konstrukce SO 206 byla svěřena firmě Bilfinger MCE Slaný, s. r. o.
Obr. 10  SO 207 – Stav konstrukce po dojetí za pilíř P5 zleva a po přejetí pilíře P8 zprava

Obr. 10  SO 207 – Stav konstrukce po dojetí za pilíř P5 zleva a po přejetí pilíře P8 zprava

TEXT: Ing.Tomáš Dvořák,
Ing. Pavel Kaláb, Ph.D., Ing. Pavel Svoboda, Ph.D.
FOTO: Stráský, Hustý a partneři

Tomáš Dvořák je zodpovědný projektant SO206 ve společnosti Stráský, Hustý a partneři, s. r. o.
Pavel Kaláb je zodpovědný projektant SO207 ve společnosti Stráský, Hustý a partneři, s. r. o.
Pavel Svoboda je výrobní ředitel ve společnosti Stráský, Hustý a partneři, s. r. o.

Článek byl uveřejněn v časopisu Inžinierske stavby/Inženýrské stavby.

Komentáře

Prepíšte text z obrázku do poľa. Ak nedokážete text rozoznať, kliknite na obrázok.

Další z Jaga Media