Vysoké technologie pro stavbu přemostění vodní nádrže Hričov

14. října 2016

Partneři sekce:

Novostavba žilinské dálnice D3 o délce 4 250 metrů obsahuje celkem 127 stavebních objektů, mezi které patří i přemostění vážské vodní nádrže Hričov. Tento mostní objekt (SO 223) bude po svém dokončení měřit 1 370 metrů a výrazně uleví dopravní situaci v Žilině.

Objekt 223-00 je rozdělen na dva mosty, pro každý směr je navržena samostatná stavba. Nosné konstrukce tvoří spojitý nosník z monolitického předpjatého betonu. Příčný řez je navržen jako dvoutrámový, konstantní výšky, s následným přechodem na komoru s proměnnou výškou průřezu. Volná šířka vozovky 11,25 metru je na obou mostech shodná. Spodní stavbu tvoří hluboko uložené pilíře s proudnicovým příčným řezem. Samotná realizace probíhá s nasazením několika systémů pro mostní výstavbu: pilíře a zárodky jsou realizovány pomocí šplhacího bednění a pevné skruže (v tomto případě Staxo 100), střední čtyři pole mostu jsou betonována s pomocí vozíku pro letmou betonáž Doka, další části mostu pak na posuvné skruži Berd osazené bedněním Doka. A je třeba říci, že nasazení dvou posledně jmenovaných systémů pohromadě je skutečně unikátním zážitkem, a to i proto, že betonáž oběma systémy probíhá zároveň.

Bednění pro pilíře mostu bylo vyrobeno v dílně na speciální bednění společnosti Česká Doka v pražských Čakovicích.

Spodní stavba

Pilíře na hluboce založených pilotách mají tvar zkoseného písmene O s šířkou 1,46 metru a hloubkou 4,5 metrů; jejich výška kolísá od 5,09 až po 12,8 metrů. Pro jejich realizaci bylo nasazeno šplhací bednění MF240 osazené bedněním, které bylo speciálně vyrobeno pro tento projekt. Bednění je postaveno na základě osvědčeného nosníkového systému TOP 50, který je doplněn na míru vyrobenými ramenáty a tenkými proužky bednicí desky Doka 3-S. Díky naformátování bednicí desky bylo možno dosáhnout přesného proudnicového tvaru pilířů i zajímavého povrchu s rustikální texturou. Stejný systém bednění, tedy předmontované celky nosníkového systému TOP 50, byl použit i pro realizaci hlavic pilířů a následně i zárodků mostu. Pro potřebnou stabilitu a únosnost byl systém při betonáži hlavic a zárodků vynesen na podpěrné věže Staxo 100, doplněné o výstupové věže 250 a systém ochrany volného okraje se sloupky zábradlí S. Po realizaci pilířů mohlo být přikročeno k přípravě pro betonáž mostovky.

Pilíře mostu byly betonovány do šplhacího bednění MF240 (posouvaného jeřábem).

Realizace mostovky pomocí vozíků letmé betonáže

Počátkem října 2015 bylo na stavbu nasazeno osmero vozíků letmé betonáže Doka. Po jejich zkompletování a otestování pod dohledem zkušených montážních mistrů přímo od dodavatele bednění Doka bylo přikročeno k samotné betonáži, jejíž dokončení je plánováno na duben příštího roku. Při délce mostovky, která bude s vozíky letmé betonáže realizována, to znamená, že je týdně zhotoveno téměř 40 metrů mostovky. „Vozíky pro letmou betonáž Doka jsou uzpůsobeny tak, aby manipulace s nimi byla jednoduchá a rychlá, a díky tomu byla rychlá i samotná realizace projektu,“ komentuje Petr Chvál z technického oddělení společnosti Česká Doka a dodává: „Zároveň ale jde asi o nejvyšší technologii, kterou stavebníkům nabízíme.“ Vozík pro letmou betonáž Doka je navržen tak, aby bez větších úprav mohl být nasazen pro naprostou většinu projektů realizovaných touto technologií. Díky přestavitelné konstrukci totiž mohou být zhotoveny rovné, šikmé, ale také vícekomorové průřezy mostovek, aniž by muselo docházet ke značným časovým prodlevám a finančně náročným úpravám stávajícího vozíku.

Pilíře mostu mají proudnicový tvar s otiskem speciálního bednění vyrobeného z pruhů bednicích desek Doka 3-S.

Příhradová konstrukce vozíku z ocelových profilů je dimenzována na vysokou nosnost dvou set padesáti tun při betonáži pětimetrových segmentů. To vše, samozřejmě, s řízeným pohybem konstrukce, počítá se i s váhou betonové směsi a ocelové výztuže. Nejvyšší možnou flexibilitu konstrukce vozíku navíc poskytuje dvoustěnný kotevní nosník, který umožňuje umístění kotevních tyčí v libovolném rastru, což znamená zejména dokonalé přizpůsobení statickým požadavkům. Díky modulové konstrukci může být navíc zvoleno i asymetrické uspořádání kotevního nosníku, což může být velkým plusem v případě stísněného prostředí stavby, například kvůli sousedícímu objektu.

Výhodná je také geometrie podélných příhradových konstrukcí, které jsou zhotoveny ve tvaru paralelogramů a jsou vedeny směrem vzhůru. „Toto uspořádání usnadňuje přístup do právě betonovaného segmentu, a to především pro dopravu a ukládání prutů armatury a následně i betonáže,“ popisuje Petr Chvál a dodává: „Celková přístupnost všech pracovních sekcí je obecně velmi dobrá a bezpečná – celý vozík je osazen dostatečně širokými pracovními plošinami i integrovanými žebříkovými výstupy s ochrannými koši pro snadnou obsluhu.“ Pro betonáž je pak připraveno modifikované nosníkové bednění Doka TOP 50, které tvoří jednotlivé bednicí celky pro bednění konzoly s vnějším bedněním komory mostu, vnitřní bednění a spodní bednění. Pro kvalitní otisk je systém vybaven třívrstvou „žlutou“ bednicí deskou, která přináší do betonu lehkou strukturu dřeva.

Střední čtyři pole mostu byla realizována pomocí systému letmé betonáže.

Postup výstavby s pomocí vozíku pro letmou betonáž

Samotná betonáž probíhá v několika krocích. Po vybetonování zárodku mostu, jehož realizace probíhá pomocí pevné skruže Staxo 100, je instalován vozík pro letmou betonáž. Jeho kompletaci je možné provést pomocí jeřábu i vlastního hydraulického systému vozíku. Spodní části bednění i konstrukce je totiž možné vyzvedat s pomocí hydraulických válců, které jsou následně použity pro přesné usazení a korekce vozíku před betonáží. Tento „bonus“ značně urychluje kompletaci a zlevňuje nasazení vozíku, protože není třeba využívat žádné další mechanizace.

Postupná betonáž pak probíhá symetrickým vysouváním betonářských vozíků pomocí hydraulických válců. Po jejich usazení jsou bednicí celky aretovány na přesná místa, v případě zakřivení či sklonu mostu je jejich pozice přesně doupravena pomocí zmíněného hydraulického systému. Poté je možné přikročit k symetrické betonáži obou protilehlých lamel, přičemž případná asymetrie nesmí překročit hmotnost, která tvoří přesně stanovenou pětadvacetiprocentní část celkové kubatury každé lamely. Samotné ukládání betonové směsi probíhá v těchto pasážích: deska dna, bednění stěn komory, konzoly a nakonec strop komory.

Pevná skruž vytvořená z podpěrné konstrukce Staxo 100 pomohla při realizaci hlav pilířů a zárodků mostovky.

Pevná skruž vytvořená z podpěrné konstrukce Staxo 100 pomohla při realizaci hlav pilířů a zárodků mostovky.

Sledování a měření konstrukce letmé betonáže

I když je vozík pro letmou betonáž Doka plánován pro extrémní zatížení, při betonáži přesto logicky dochází k drobným deformacím, respektive poklesu výšky systému. O tento rozměr, který je před každou betonáží stanoven na základě průběžného vyhodnocování měření skutečného stavu na stavbě, je třeba před ukládáním betonu navýšit bednění. Zde je třeba vzít v úvahu řadu faktorů, jako jsou drobné deformace jednotlivých částí vozíku, celková hmotnost vozíku včetně bednění, jeho těžiště vůči konci lamely i velikost reakcí v podporách vozíku na mostní konstrukci před i po zatížení betonem. Počítá se i s deformací samotného mostního vahadla. Po dokončení plánovaných betonářských úseků a propojení jednotlivých částí mostovky je vozík „zacouván“ zpět k pilíři, kde je demontován a v poměrně krátkém čase připraven pro další nasazení. S pomocí vozíků letmé betonáže je ale realizován pouze střed mostu; okrajové části jsou betonovány s nasazením posuvné skruže Berd osazené bedněním Doka.

Zárodek připravený pro nasazení vozíku letmé betonáže, vedle již zkompletovaný vozík.

Nasazení posuvné skruže Berd

Posuvná konstrukce pro realizaci mostů má typickou siluetu, kterou tvoří příhradový nosník a nosný oblouk. Konstrukce, která je osazena bedněním Doka, je mezi záběry posouvána s pomocí hydraulických válců, a to až do chvíle, kdy se „nos“ konstrukce opře o další z pilířů v pořadí. Samotné betonářské práce na posuvné skruži sestávají při realizaci Žilinského mostu z řady posloupných kroků: po ustavení skruže do pozice se provede v jedné fázi zabednění podlahy a stěn trámového průřezu a je vyvázána betonářská výztuž. Následuje samotná betonáž, při níž je pro vyrovnání váhových deformací využíván systém organického předepínání skruže OPS. Ten na základě informací z čidel v konstrukci automaticky upravuje pnutí v příhradovém nosníku posuvné skruže tak, aby svým tvarem vyrovnávala pokles bednění a průhyb budoucí mostovky daný váhou ukládaného betonu. Na rozdíl od ostatních konstrukcí, které spoléhají na samotnou fyzickou nosnost systému či předepínání mostovky během betonáže, tak může být systém poměrně subtilní a na zatížení reaguje pružněji a přesněji.

Po dokončení betonáže a předepnutí lan konstrukce mostu jsou bednicí celky sklopeny do stran tak, aby se celá skruž mohla pomocí hydraulického systému posunout do nové pozice. Zbývá jen dodat, že samotné bednění na nosné konstrukci je tvořeno osvědčeným a na míru upraveným nosníkovým bedněním TOP 50, které pokrývají bednicí desky Doka 3-S. Ty přinášejí na mostní konstrukci lehký otisk dřevěné struktury, takže stavba v sobě nese i rustikální prvek.

Vozíky letmé betonáže při realizaci vahadel mostu. Pro stavbu mostu je nasazeno osm vozíků letmé betonáže. S jejich pomocí je realizováno téměř 40 metrů mostovky týdně.

Ekologie i bezpečnost při nasazení vysokých technologií

Sofistikované moderní systémy pro realizaci mostních konstrukcí jsou nejen plusem pro stavbu z pohledu rychlosti i ekonomiky nasazení, ale přinášejí i další aspekty. Samozřejmostí dnes totiž jsou integrované bezpečnostní prvky, jako jsou pracovní lávky, bezpečné výstupy, body určené pro záchyt pomocí osobních ochranných pomůcek i ochrana volného okraje v rámci bednicího systému a hrubé stavby. A je třeba zdůraznit, že tato opatření nejsou vedena pouze pro bezpečnost pracovníků. Je totiž prokázáno, že bezpečná stavba je ekonomičtější a dílo je zpracováno rychleji a kvalitněji. To je dáno zejména tím, že se pracovníci na stavbě nemusejí starat o svoji bezpečnost a mohou se díky tomu více soustředit na svěřené úkoly.

Stranou nesmí zůstat ani vliv vysokých technologií na životní prostředí. Při nasazení systémů posuvné skruže, letmé betonáže či dalších sofistikovaných systémů, jako jsou například vozíky pro spřaženou betonáž nebo římsové vozíky, totiž veškeré betonářské práce probíhají nad okolní krajinou a zásah do flóry v bezprostředním okolí stavby a pod ní tak může být téměř zcela eliminován. Důležitá je i možnost využití ekologických médií, zejména netoxických a přírodně odbouratelných olejů do hydraulických systémů těchto bednicích celků.

Systém Berd osazený nosníkovým bedněním Doka TOP 50 byl využit pro betonáž okrajové části mostu.

Vysoké technologie potřebují zkušené odborníky

Jako každá vysoká technologie, vyžadují letmá betonáž i nasazení posuvné skruže skutečné odborníky na bednění. „Jsem velmi rád, že takové odborníky u nás máme. Každá z těchto technologií vyžaduje vysoké vzdělání, dlouhodobou zkušenost i představivost a šikovnost pro finální nasazení. A je jedno, zda se jedná o práci techniků při projektování nebo o nasazení montážních mistrů přímo na stavbě. Pro mě je důležité, že můžeme poskytnout kompletní servis ve všech fázích – od prvotních podkladů pro rozhodování, přes detailní plánování a dodávky bednění, až po jeho kompletaci či školení stavebních týmů přímo na místě,“ uzavírá Karel Novotný, jednatel společnosti Česká Doka.

Tři technologie mostního stavitelství na jednom místě – vozík letmé betonáže Doka, posuvná skruž Berd i pevná skruž Staxo 100.

Dálnice D3 Strážov–Brodno, mostní objekt SO 223

Projektant: Stráský, Hustý a partneři s.r.o.
Realizace monolitu: 2015–2017
Nasazené bednicí systémy: vozík letmé betonáže Doka, posuvná skruž Berd, římsové vozíky T, podpěrné věže Staxo 100, nosníkové bednění TOP 50, ruční rámové bednění Frami Xlife, speciální bednění Doka, šplhací bednění MF240
Bezpečnostní systémy: zabezpečení volného okraje stavebních objektů pomocí sloupků zábradlí S a zábradelního profilu, systémové lávky a výstupy, výstupové věže 250
Dodavatel bednění, plánování bednicích systémů: Česká Doka spol. s r.o. (Daniel Šindler, Petr Chvál, Martin Paškrta, Michal Žoha, Radomil Dostál, Petr Voňavka)
Realizace monolitu: Eurovia CS, a. s.