Mosty na D1 Hubová–Ivachnová

Úsek dálnice D1 Hubová–Ivachnová je situován v okolí města Ružomberok a bude tvořit jeho obchvat. Článek se věnuje čtyřem mostním konstrukcím projektovaným společností SHP, které kombinují atypický přístup k řešení nosné konstrukce a spodní stavby. 

Soumostí v mimoúrovňové křižovatce Likavka je tvořeno hlavním mostem 210-00 a půdorysně zakřivenými připojovacími rampami 222-00 a 223-00. Obě rampy jsou s hlavním mostem spojeny monoliticky bez mezilehlých příčníků a stěn. Toto řešení si vyžádalo důkladnou analýzu uložení nosné konstrukce, postupu výstavby i vedení předpínací výztuže. Mosty 211-00 a 212-00 jsou tvořeny z nosníkových prefabrikátů se spřaženou mostovkou.

Na mostech byl minimalizován počet ložisek. Mostní estakáda 216-00 je situována východně od města Ružomberok, v široké údolní nivě Váhu. Nosná konstrukce mostu je tvořena z betonových nosníků a spřažené monolitické desky. Založení mostu v náročných geotechnických podmínkách kombinuje mikropiloty a netradiční systém pilíř–pilota.

Mostní estakáda 210-00 a její rampy v křižovatce Likavka

Koncepční řešení

Charakter překonávaného území tvoří pahorkatina s říčním údolím s využívanou zemědělskou půdou a zalesněnými svahy. Začátek mostu je veden v mírném svahu v geologicky stabilním území, a to až po potok Likavka. V blízkosti potoka je ploché údolí šířky cca 100 m s vysokou hladinou spodní vody. Na něj navazuje za potokem oblast silných navážek přecházejících do strmějšího svahu postiženého četnými sesuvnými jevy. Most 210-00 převádí dálnici kategorie D 26,5 se základním šířkovým uspořádáním 11,75 m mezi svodidly a 13,25 m v části s přídavnými pruhy (obr. 1).

Obr. 1 Půdorys mostů 210-00, 222-00 a 223-00

Mostní objekt je rozdělený na dva mosty – pro každý dopravní směr je navržena samostatná konstrukce. Na obou mostech jsou navrženy oboustranné revizní chodníky šířky 0,75 m. Trasa dálnice na mostě je vedena v půdorysném oblouku o poloměru R = 1 150 m, na konci mostu v přechodnici. Niveleta klesá v sklonu 3,75 %, na konci mostu je pak v údolnicovém zakružovacím oblouku o poloměru 7 500 m. Nosná konstrukce je tvořena desetipolovou monolitickou trámovou konstrukcí s rozpětími polí 32 + 8 × 41 + 32 m (obr. 2). Výška nosné konstrukce je 2,4 m.

Obr. 2 Podélný řez hlavním mostem 210-00

Most 222-00 převádí přípojnou větev L-B2 křižovatky Likavka k levému mostu 210-00 na dálnici. Šířkové uspořádání na větvi je 8,1 m mezi svodidly. Za svodidlem je jednostranný služební chodník šířky 0,75 m. Trasa větve L-B2 na mostě je v půdorysném kruhovém oblouku o poloměru 83,5 m. Niveleta stoupá v sklonu 5,33 %. Nosná konstrukce je tvořena čtyřpolovou monolitickou trámovou konstrukcí výšky 2,4 m. Rozpětí polí jsou 24 m + 2 × 32 m + 24 m.

Most 223-00 převádí přípojnou větev L-A2 křižovatky Likavka k pravému mostu 210-00 na dálnici. Šířkové uspořádání na větvi je 9,85 m mezi svodidly. Za svodidlem je jednostranný služební chodník šířky 0,75 m. Trasa větve na mostě je v půdorysném kruhovém oblouku o poloměru 60 m. Niveleta je ve vypuklém zakružovacím oblouku o poloměru 800 m. Nosná konstrukce je tvořena jednopolovou trámovou monolitickou konstrukcí výšky 2,4 m a s rozpětím 38 m.

 

Založení mostu a spodní stavba

Mostní objekty jsou založeny hlubinně na velkoprůměrových pilotách průměru 0,9 m. Každá podpěra mostu je založena na samostatné skupině pilot spojených základovou patkou. Piloty jsou vrtané pod ochranou výpažnice a mají délky od 9 do 19 m podle zastižené geologie. Výkopové jámy podpěr v okolí potoka Likavky jsou navrženy pažené z důvodu vysoké hladiny podzemní vody. V okolí stávající silnice I/59 jsou výkopové jámy částečně pažené.

Pilíře hlavního mostu jsou tvořeny štíhlými železobetonovými stojkami s nízkou hlavicí. Tloušťka všech pilířů je jednotná na úrovni 1,8 m. Šířka v místě dříku je 2,8 m, v hlavici 5,5 m. Pilíře ramp mají takřka shodný tvar. Opěry hlavního mostu jsou tvarově uzpůsobeny technologií výstavby nosné konstrukce. Nad terén je vytažen vysoký dřík opěry, na nějž navazuje úložný práh. Dříky i práh jsou budovány ve dvou fázích. První fáze má cca šířku dříku pilíře a vytváří podpěru pro dočasné uložení NK. Druhá část doplňuje šířku dříku a úložného prahu na plnou šířku opěry, doplněna je po zhotovení nosné konstrukce včetně závěrné zídky a zavěšených křídel. Opěry ramp jsou standardními masivními opěrami tvořenými úložným prahem, závěrnou zídkou a zavěšenými rovnoběžnými křídly. Tyto opěry jsou založeny na násypu silničního zemního tělesa.

 

Nosná konstrukce

Příčný řez hlavního mostu je tvořen jednokomorovým nosníkem o výšce 2,4 m (obr 3). Spodní deska má konstantní šířku 6,0 m. Horní deska má šířku proměnnou od 13,55 do 15,05 m v místě připojovacích pruhů. Stěny jsou šikmé, o tloušťce 0,45 m. Tloušťka stěn i desek je v podélném směru konstantní, s výjimkou připojení ramp. V místě podpěr jsou situovány dva metry silné příčníky s průchozími otvory a zesílenou částí spodní desky.

Obr. 3 Příčný řez hlavním mostem

Příčný řez nosné konstrukce ramp je tvořen komorovým nosníkem výšky 2,4 m. Spodní deska je šířky 4,0 m. Horní deska má u rampy 222-00 konstantní šířku 9,9 m a u rampy 223-00 11,65 m. Stěny komory mají tloušťku i odklon shodné se stěnami hlavního mostu. Podporové příčníky mají shodné uspořádání s hlavním mostem. Spojení ramp s hlavním mostem je vytvořeno plynulým prolnutím horní a spodní desky a stěn rampy a hlavního mostu. Spodní deska a stěny hlavního mostu jsou v místě připojení zesíleny tak, aby byla zvýšena ohybová, smyková i torzní tuhost konstrukce.

Nosná konstrukce je uložena na vrubových kloubech a ložiscích. Vrubové klouby byly navrženy v takovém množství, aby co nejvíce snížily počet ložisek. V příčném směru je konstrukce na pilíři uložena vždy na dvojici ložisek či dvojici vrubových kloubů. Mostní závěry jsou ocelové lamelové, s profily zajišťujícími snížení hlučnosti.

 

Návrh předpětí

Všechny mosty jsou navržené jako podélně předpjaté s příčně nepředepnutou mostovkou. Předpětí sestává z 12lanových kabelů vedených ve stěnách a v horní desce – tyto kabelové jednotky byly zvoleny s ohledem na požadavek konstantní tloušťky stěn. Kabely jsou vedeny přes dvě pole tak, aby nevytvářely velké koncentrace lokálních tahových napětí v pracovních spárách. Svislý účinek předpětí vynáší 80 až 90 % svislého účinku stálých zatížení, takže jsou minimalizovány změny průhybů od dlouhodobých zatížení. Stykování předpínacích kabelů je řešeno kompaktními spojkami. Průběžné kabely procházející přes pracovní spáru jsou uloženy v aktuálně budované etapě.

Předpětí ramp je vedeno shodným způsobem jako na hlavním mostě. Kabely z rampy procházejí přímo, beze spojek, do hlavního mostu a jsou zakotveny v zesíleném podporovém příčníku. Průchod do hlavního mostu je situován v polovém průřezu ve spodní desce. Kabely rampy jsou vedeny při spodním povrchu, kabely hlavního mostu se sníženou excentricitou pak ve stěnách nad nimi. Předpětí je vedeno ve snížené excentricitě v obou stěnách tak, aby bylo omezeno zkroucení nosné konstrukce při výstavbě (obr. 4).

Obr. 4 Vedení předpětí v místě rozpletů (most 210-00)

 

Technologie výstavby

Nosná konstrukce hlavního mostu je budována po polích na výsuvné skruži. Vždy se betonuje nejprve spodní deska se stěnami a následně horní deska. Technologie výsuvné skruže byla vybrána především s ohledem na složité základové poměry a průměrnou výšku mostu nad terénem 20 m. Použita je výsuvná skruž se dvěma spodními nosníky (obr. 5). Obě rampy mostu jsou budovány po polích na pevné skruži. Atypické rozpětí polí a značná půdorysná křivost zde znemožňují efektivní nasazení výsuvné skruže. Pevná skruž je zhotovena až k hlavnímu mostu a samotné připojení je tak vytvořeno v atypickém bednění.

Obr. 5 Pohled na výstavbu mostu 210-00 na výsuvné skruži

Most 211-00

Mostní objekt převádí dálnici D1 nad bezejmenným potokem, mělkým bočním údolím a turistickou cestou ke zřícenině hradu Likavka. Jedná se o dvoupolový most s rozpětími 2 × 31,95 m. Celková délka přemostění je 62,7m. Most je veden směrově i výškově v přímé. Levý a pravý most jsou vedeny na samostatných konstrukcích.

Nosná konstrukce je tvořena spřaženou konstrukcí z tyčových předpjatých betonových prefabrikátů a železobetonové mostovky. Předpjaté nosníky byly dopraveny na stavbu vcelku a osazeny pomocí jeřábu, a to na úložný práh tvaru obráceného T na vnitřním pilíři a na úložný práh ve formě desky na opěrách. Monolitické železobetonové příčníky nad všemi podpěrami byly betonovány společně se spřaženou deskou. Spodní stavba je tvořena masivními opěrami a štíhlým středovým pilířem. Nosná konstrukce je na opěrách uložena na dvojici ložisek, na pilíři tvořeném dvojicí stojek pak pomocí dvojice vrubových kloubů. Uložení je vždy kolmé.

Obr. 6 Most 211-00

Geologické podloží mostu je tvořeno fluviálními jíly střídajícími se s jílovitými štěrky, a to až do hloubky cca 10 m. Předkvarterní podloží je pak tvořeno střídajícími se vrstvami jílovců a slepenců. Hladina podzemní vody se nachází přibližně 2 metry pod povrchem. Založení mostu je hlubinné na velkoprůměrových pilotách profilu 900 mm. Vnitřní pilíř skládající se ze dvou samostatných stojek je založen na dvojici samostatných základů. S ohledem na větší výšku násypů pod opěrami mostu byl stanoven průběh sedání pod opěrami a navrženo bylo dočasné uložení nosné konstrukce na opěrách, jež umožňuje výškovou rektifikaci.

Mostovka je izolována natavovanými asfaltovými pásy a odvodněna pomocí odvodňovacích trubiček. Vozovka je navržena jako dvouvrstvá, s ochranou izolace tvořenou asfaltobetonem. Odvodnění vozovky je navrženo mostními odvodňovači s odvodem do podélného potrubí, skrz opěru 1 je napojeno do odvodnění dálnice. Mostní závěry jsou na opěrách navrhnuté jako jednoduché. Mostní římsy jsou monolitické železobetonové, bezpečnostní zařízení je tvořeno svodidly úrovně zadržení H2 a zábradlím se svislou výplní.

Most 212-00

Mostní objekt převádí dálnici D1 v extravilánu přes údolí bezejmenného potoka se zemědělsky využívanou půdou. Směrově je dálnice vedena v levostranném oblouku o poloměru 1 150 m. Na začátku je most veden v přechodnici. Výškově komunikace stoupá v konstantním sklonu 2,29 %. Příčný sklon vozovky je proměnný, jednostranný, o sklonu max. 3,13 %. Volná šířka vozovky na mostě je 2 × 11,75 m.

Obr. 7 Most 212-00

Geologické podloží je tvořeno kvarterním souvrstvím střídajících se jílů a štěrkovitých jílů do hloubek 2 až 10 m, předkvarterní podloží je tvořeno střídajícími se vrstvami pískovců a jílovců. Hladina podzemní vody se vyskytuje v hloubkách 3 m pod terénem a níže. Více než polovina mostu je vedena v území uklidněného sesuvu s hloubkou do 5 m, uprostřed mostu do 8 m. Levý a pravý směr dálnice je veden po samostatných nosných konstrukcích.

Každá nosná konstrukce sestává z 5 polí o rozpětí 30 + 3 × 42 + 30 m a celkové délce přemostění 185 m (obr. 6). Nosná konstrukce sestává v každém poli ze 7 tyčových předpjatých prefabrikátů výšky 2,1 m a délky 29,5 až 41,5 m spojených železobetonovou spřahující deskou tl. 240 mm. Jednotlivá pole jsou nad podporami spojena monolitickými příčníky délky 2,5 m a výšky 3 m. Příčníky jsou situovány i nad opěrami (obr. 8).

Obr. 8 První fáze uložení NK mostu 212-00 na pilíři a na opěře

Krajní opěry mostu jsou kolmé, masivní a založené v násypech výšky 10 a 6 m. Pilíře jsou tvořeny dvojicí štíhlých stojek výšky 9,5 až 17 m, založených na samostatných základových blocích. Nosná konstrukce je uložena na spodní stavbě prostřednictvím dvojice ložisek na opěrách a prostřednictvím vrubových kloubů na pilířích. Založení mostu je tvořeno velkoprůměrovými monolitickými pilotami profilu 900 mm. Velikost základů stojek pilířů je minimalizována s ohledem na sesuvné území. Nosná konstrukce je navržena na přenesení nerovnoměrného sedání 10 mm mezi podpěrami a 5 mm mezi stojkami pilířů.

Mostovka je izolována natavovanými asfaltovými pásy a odvodněna pomocí odvodňovacích trubiček. Vozovka je navržena jako dvouvrstvá, s ochranou izolace tvořenou asfaltobetonem. Odvodnění vozovky je navrženo mostními odvodňovači s odvodem do podélného potrubí, skrz opěru 1 je napojeno do odvodnění dálnice. Mostní závěry jsou na opěrách navrženy jako ocelové lamelové se dvěma těsnicími profily. Mostní římsy jsou monolitické železobetonové, bezpečnostní zařízení je tvořeno svodidly úrovně zadržení H2 a zábradlím se svislou výplní.

Mostní estakáda 216-00 přes silnici III/018104, trať ŽSR a řeku Váh

Koncepční řešení

Mostní objekt převádějící dálnici D1 nad železnicí a řekou Váh je veden plochým údolím Váhu. První pole je situováno nad patou sesuvného území. Polovina mostu je situována v inundačním území Váhu. Trať ŽSR je tvořena třemi kolejemi a dvěma odbočnými kolejemi k dřevařskému závodu firmy Mondi. Drážní těleso je chráněno protipovodňovým valem. Nad územím mostu je ochranné pásmo místního sportovního letiště. Trasa D1 je po mostě vedena směrově v přímé a výškově v zakružovacím oblouku s klesáním od 0,57 do 1,91 %. Výška mostu nad terénem je od 5 do 14 m. Každý směr dálnice je veden po samostatné mostní konstrukci. Levý most má rozpětí polí 33 + 4 × 44 + 4 × 41,5 + 4 × 44 + 33 m. Pravý most má rozpětí polí 33 + 12 × 44 + 33 m (obr. 9).

Obr. 9 Podélný řez mostem 216-00

Příčný řez je tvořen spřaženým průřezem z dodatečně předpjatých prefabrikovaných nosníků, dodatečně betonované spřažené desky a monolitických nadpodporových příčníků. Na spodní stavbu je nosná konstrukce uložena prostřednictvím hrncových ložisek. Opěry jsou tvořeny masivními úložnými prahy se závěrnou zídkou a kolmými křídly. Pilíře jsou tvořeny dvojicí štíhlých stojek kruhového průřezu. Založení opěr je na skupinách vrtaných pilot o průměru 0,9 m. Založení pilířů je tvořeno vždy jednou vrtanou velkoprůměrovou pilotou průměru 1,5 m, přímo navazující na stojku pilíře (obr. 10). Délky pilot opěr se pohybují od 9 do 18 m. Délky pilot vnitřních podpěr se pohybují od 25 do 30 m.

Obr. 10 Příčný řez mostem 216-00 – standardní uložení (vlevo) a uložení na P11 (vpravo)

Z důvodu šikmého křížení s překážkami a situování první opěry v šikmém svahu jsou podpěry i opěry levého a pravého mostu vzájemně odsazené. Levý a pravý most tak mají jiné uspořádání rozpětí polí a jinou celkovou délku. Mezi opěrami levého a pravého mostu je pod středovým dělicím pásem vedena železobetonová opěrná zeď. Uložení nosné konstrukce na podpěrách je vždy kolmé. Pilíře situované v řečišti Váhu mají zkrácenou osovou vzdálenost mezi oběma stojkami tak, aby představovaly co nejmenší překážku v průtočném profilu. Pilíře situované v drážním tělese ŽSR mají také zkrácenou vzdálenost mezi stojkami, a jsou navíc doplněny ztužující stěnou pro případ nárazu vlaku (obr. 11). Tyto pilíře jsou jako jediné založeny na základových patkách a mikropilotách.

Obr. 11 Atypické pilíře mostu 216-00

 

Nosná konstrukce

Nosná konstrukce každého mostu je navržena jako spojitý nosník o 14 polích tvořený prefabrikovanými nosníky a železobetonovou spřahující deskou. Konstrukce je nad podpěrami ztužena pomocí příčníků a uložena na spodní stavbu pomocí hrncových ložisek. Příčný řez mostu tvoří 8 tyčových prefabrikovaných nosníků VHP-PTMN 2010 výšky 2,1 m, uložených v osové vzdálenosti 1,7 m, které jsou spojeny železobetonovou spřahující mostovkovou deskou minimální tloušťky 220 mm. Prefabrikovaný nosník je vyroben kontaktním způsobem ze tří samostatných částí, které jsou těsně před uložením nosníků do konstrukce sepnuty pomocí předpínacích kabelů. Použité délky prefabrikovaných nosníků na mostě jsou 33,2, 40,5 a 43,0 m.

Obr. 12 Most 216-00

Nad každou opěrou a podpěrou mostu jsou navrženy příčníky zabezpečující ztužení nosné konstrukce a přenos zatížení z nosníků a desky do spodní stavby (nepřímé uložení). Technologie výstavby vyžaduje zhotovení příčníků ve dvou etapách. Nejdříve se vybetonují zárodky příčníků tvaru obráceného T, na které jsou při montáži kladené prefabrikované nosníky, následně dojde k finálnímu spojení nosníků a příčníku pomocí monolitického betonového spojení, které bude realizováno současně s betonáží spřahující desky. Příčníky jsou železobetonové, pouze na podpěře P6 a P11 jsou vzhledem k menší osové vzdálenosti pilířů předepnuty pomocí soudržného předpětí.

Obr. 13 Doprava předpjatých nosníků (most 216-00)

Monolitická deska se buduje po jednotlivých etapách s pracovní spárou kolmou na osu mostu umístěnou vždy 3,5 m od osy podpěry. Současně s deskou bude betonována také dobetonávka příslušného příčníku a část desky z předešlé etapy. Levý i pravý most mají stejnou technologii postupné montáže předpjatých nosníků pomocí těžkého zavážecího zařízení, postupné betonáže spřahující desky pomocí ztraceného bednění a postupného zmonolitňování nadpodporových příčníků. Výstavba mostu probíhá proti směru staničení od opěry O15 směrem na O1.

Závěr

Výstavba mostů probíhá od roku 2014. Dokončeny jsou nosné konstrukce mostů z tyčových prefabrikátů a výstavba soumostí pomocí výsuvné skruže. Zhotovitelem mostů jsou firmy OHL ŽS SK, Váhostav-SK a Doprastav Export. Doposud výstavba probíhala bez zásadních technologických komplikací.

Bridges on the D1 highway Hubová – Ivachnová

Highway D1, section Hubová-Ivachnová is situated near the town Ružomberok and will form its bypass. The paper describes four bridges designed by SHP. The bridges combine atypical approach how to design substructure and superstructure.

 

TEXT: Ing. Richard Novák, Ing. Milan Sedlák, Ing. Tomáš Romportl, Ing. Libor Hrdina
FOTO A OBRÁZKY: archiv firem Stráský, Hustý a partneři, OHL ŽS SK a Váhostav-SK

Richard Novák, Milan Sedlák, Tomáš Romportl a Libor Hrdina působí ve společnosti Stráský, Hustý a partneři.

Článek byl uveřejněn v časopisu Inžinierske stavby/Inženýrské stavby 2/2018.