Estakáda na D3 v km 7,500 nad cestou I/18, tratí ŽSR a vodní nádrží Hričov

1. června 2017

Partneři sekce:

Estakáda 223-00 je součástí úseku slovenské dálnice D3 – Žilina (Strážov) – Žilina (Brodno), který navazuje na již dokončenou část D3 na západním okraji města a tvoří severozápadní obchvat. Na svém konci se úsek napojuje na stávající silnici I/11 vedoucí k hranicím s ČR a s Polskem. Součástí úseku je směrově rozdělený tunel Považský Chlmec s délkou 2,2 km, na nějž přímo navazuje druhý mostní objekt na tomto úseku. Objednatelem výstavby je Národná diaľničná spoločnosť a úsek je spolufinancován z fondů Evropské Unie.

Základní popis mostu

Mostní objekt je tvořen dvěma konstrukcemi, samostatně jednou pro každý jízdní směr. Co do délky se jedná o jeden dilatační celek, přičemž nosná konstrukce levého mostu má délku cca 1493 m a je rozdělena do 31 polí. Pravá konstrukce má délku 1437 m a je rozdělena do 30 polí. Rozpětí dvou hlavních polí mostu (obr. 2) je dáno požadavkem správce toku na 110,0 m v prostoru vodního díla Hričov (v hlavním proudu řeky Váh).

Obr. 1 Situační mapa úseku

Pro potřeby projektové přípravy a výstavby mostu byly konstrukce rozděleny do čtyř technologických celků (dále TC), přičemž každý celek je realizován pomocí jiné technologie výstavby. K výstavbě mostu jsou použity technologie pevné skruže, posuvných skruží s horním nosníkem a symetrické letmé betonáže.

Obr. 2 Schematické podélné řezy

Založení mostu

Mostní objekt je založen na velkoprůměrových vrtaných pilotách. Část letmé betonáže je založena na pilotách průměru 1500 mm, estakádní části menších rozpětí potom na pilotách průměru 1200 mm. Délka pilot se pohybuje od 12,0 do 17,0 m. Piloty jsou v patě vetknuty na délku cca 2,0 – 3,0 m do vrstev jílovců R5 – R4.

Pro ověření návrhových parametrů založení byly v každém technologickém celku provedeny zatěžovací zkoušky systémových pilot u vybraných základů. Celkem bylo provedeno 8 ks statických zatěžovacích zkoušek, které potvrdily ve všech případech předpoklady přijaté v návrhu založení.

V prostoru vodního díla Hričov vznesl správce toku požadavek na zajištění stálého průtoku. Pro zachování průtočného profilu je dočasná sypaná hráz a z toho plynoucí výstavba mostu v prostoru vodního díla rozdělena do dvou etap. V první fázi je zbudována přístupová komunikace pro výstavbu dvou párů vahadel z pravého břehu. Po jejich dokončení bude přístupová cesta rozebrána a bude zbudován přístup z levého břehu pro realizaci zbývajících vahadel.

Spodní stavba

Pilíře estakádní části mají konstantní průřez o rozměrech 4,50 × 1,70 m a jsou budovány v betonážních taktech výšky 4,5 m. Na hlavicích pilířů jsou osazena ložiska, vždy jedno jednosměrné a jedno všesměrné. V průběhu výstavby dochází několikrát ke změně polohy dočasných pevných bodů a tím i ke změně směru deformací od předpětí, smršťování a dotvarování.

Jelikož finální „pevný bod“ se nachází přibližně u středových podpěr letmo betonované části, jsou všechny příčníky a s nimi i jednotlivá pole estakádních částí geometricky přednastavena spolu s ložisky. Maximální přednastavení je navrženo na příčníku O1L a činí 310 mm. Příčný řez estakádní částí mostu je na obr. 3.

Obr. 3 Příčný řez estakádní částí mostu

Most se nachází v přímé blízkosti železniční trati se stejnosměrnou trakcí 3 kV, proto je zatříděn do stupně korozní agresivity č. 4. Z toho důvodu je nosná konstrukce od spodní stavby elektricky oddělena osazením ložisek do vrstvy plastmalty. Na hlavicích pilířů je vedle ložisek dále navrženo ještě jiskřiště pro ochranu před přepětím od atmosférických výbojů.

V části letmé betonáže je nosná konstrukce se spodní stavbou spojena monoliticky – rámově a přes vrubové klouby umístěné v hlavách pilířů pod zárodky vahadel. Pilíře tvoří dvojice štíhlých stěn tloušťky 900 mm ve tvaru písmene V, pilíře jsou v patě na výšku cca 2,5 m spojeny monolitickým ztužením průřezu (obr. 4).

Obr. 4 Příčný řez částí letmé betonáže

Nosná konstrukce

Nosnou konstrukci mostu tvoří dodatečně předpjatý betonový spojitý nosník. Nosné konstrukce estakádní části jsou předepnuty pouze soudržným předpětím. V části letmé betonáže jsou do komor doplněny volné kabely, nesoudržné. Základní příčný řez estakádní části tvoří dvojtrám konstantní výšky 3,0 m. Šířka nosných konstrukcí mostu je 13,10 m. Vnější konzoly mostovkové desky jsou vyložené na délku 2,60 m a mají proměnnou tloušťku od 425 mm v místě vetknutí po 230 mm na okraji NK.

Šířka trámů ve dně je 650 mm s postupným rozšířením směrem k desce až na 750 mm. Vlivem nestejnoměrných délek polí v prvním technologickém celku a z toho vyplývající statické náročnosti jsou trámy u podpor rozšířené až na hodnotu 1200 mm ve dně trámů. V místě rozšíření trámů je pro zachycení účinků od změny střednice a z toho plynoucích lokálních účinků navrženo příčné ztužidlo u dna trámů.

Trámy estakádní části mostu jsou uloženy na pilíře spodní stavby nepřímo přes mezilehlé příčníky. V částech budovaných pomocí výsuvných skruží Strukturas a BERD jsou příčníky budovány v předstihu a slouží pro najetí skruží před betonáží. K zajištění stability při nájezdu byly do hlav pilířů realizovány kotevní výztuže a dočasné smykové zarážky (obr. 5), které jsou odstraňovány po betonáži předmětných polí.

Obr. 5 Nosné konstrukce TC4 s navazujícím tunelem Považský Chlmec

Koncepce drah předpínací výztuže byla velmi ztížena omezujícími podmínkami návrhové normy v kombinaci s vysoko položeným těžištěm průřezu. Množství předpínací výztuže sloužící pro eliminaci tahových polí spodních vláken uprostřed rozpětí polí působí v místech podpor rozsáhlé tahové oblasti, které zasahovaly v prvním návrhu až do drah předpětí. Související problém po úpravě drah představuje následné posouzení těchto oblastí na mezní stav použitelnosti – omezení šířky trhlin, který vyžaduje umístění několika vrstev výztuže do oblasti dna trámů.

Přechodové příčníky budou realizovány s výrobním podvýšením, po spojení mostu s letmo betonovanou částí bude na těchto podpěrách realizováno přizvednutí o 20 mm. To vnese do spodních vláken trámů tlak, který omezí efekt záporných ohybových momentů od soudržného i volného předpětí, vedeného z letmé betonáže a zde zakotveného.

Estakádní část s rozpětím 42 m je předepnuta dvanácti kabely, část s rozpětím 44 m pomocí čtrnácti kabelů složených z devatenácti lan. Stykování předpínací výztuže je řešeno pomocí překotvování na příčnících v kombinaci se spojkami předpětí v pracovních spárách.

Část nosné konstrukce přes vodní dílo Hričov budovaná letmou betonáží je tvořena komorovým průřezem proměnné výšky, který svým vnějším obrysem přímo navazuje na vnější obrys estakádní části. Výška průřezu je tedy proměnná od 3,0 m v místě přechodu z estakádní části dvojtrámu po 6,0 m v místě podepření (obr. 6). Tloušťka stěn se mění po délce v několika krocích, tloušťka spodní desky je proměnná plynule.

Obr. 6 Pohled od vahadla 20L směrem k vahadlu 19L a části TC2

Vahadlové kabely jsou tvořeny z devatenácti lan, kabely umístěné v dolní desce jsou z dvanácti a devatenácti lanových jednotek. Volné kabely z jednatřiceti lan jsou vedeny po celé délce komorové části, vždy přes dvě pole. Jsou kotveny v příčnících a jejich dráha je lomena v deviátorech pomocí všesměrných tvarovek vkládaných do bednění.

S ohledem na stupeň korozní agresivity prostředí je předpětí zahrnuto do souboru opatření pro omezení vlivu bludných proudů. Kotvy předpětí v každé etapě jsou vodivě propojeny a připojeny k armokoši nosné konstrukce, která tak tvoří souvislý vodič po celé délce mostu. Na koncových příčnících jsou umístěny destičky pro měření bludných proudů.

Zárodek letmo betonované části je budován ve dvou fázích pro redukci tíhy a tím nároků na skruž pro bednění. Po vybetonování spodní desky a části stěn je již zárodek samonosný pro dobetonování zbytku stěn a horní desky mostovky.

Při betonáži polí na přechodu mezi letmou betonáží a částí stavěnou skruží BERD bude zbývající část mezi vahadlem a příčníkem betonována vozíky s využitím montážní podpěry založené plošně s rektifikací polohy NK pomocí lisů.
Ke spojení mostu do jednoho dilatačního celku dojde po vybudování posledního páru vahadel z levého břehu Váhu.

Příslušenství

Z toho, že most tvoří jeden dilatační celek, plynou nároky na příslušenství mostu, především na kapacitu mostních závěrů a detaily dilatací svodidel, zábradlí, odvodnění a kabeláže ISD. Most bude vybaven na části protihlukovou stěnou výšky 4,0 m, na části stěnou výšky 2,5 m. Na zbývající délce bude zábradlí výšky 1,1 m doplněno o sloupy výšky 4,5 m, z nichž každý desátý bude osvětlený a bude tvořit vizuální překážku, která má za cíl snížit mortalitu ptactva po zbudování překážky v přirozené lokalitě.

U pilířů letmo betonovaných částí jsou navrženy ledolamy chránící pilíře před plovoucími překážkami a tvořící zároveň výplň prostoru mezi stojkami podpěr proti usazování nečistot.

Výstavba

Výstavba mostu probíhá postupně podle časových a prostorových možností. Po realizaci pilotového založení jsou zhotoveny základy a pilíře podpěr. Výstavba nosných konstrukcí probíhá několika různými technologiemi po etapách, během nichž dochází ke změnám dočasných pevných bodů. Po zmonolitnění (spojení) jednotlivých částí v jeden dilatační celek bude realizováno zvedání a budou předepnuty volné kabely letmo betonované části. Osazením příslušenství výstavba končí.

Závěr

Od roku 2014 až do pozdního léta roku 2017 probíhá u Žiliny realizace mimořádně náročné mostní konstrukce v mimořádně náročných podmínkách. Dosud realizované konstrukce nesou vysokou kvalitu betonovaných částí.

The flyover at km 7,500 of D3, over Route I/18, Railway and Hričov reservoir

The article describes the project of the bridge, which is currently under construction near the city of Žilina in Slovakia. Two separate bridges, one for each route direction, have been considered. The bridge is designed as post-tensioned prestressed concrete girder. The cross-section is formed by twin-T-girder with constant height, partly joined to the box girder with variable height. The largest span length is 110,0 m and several technologies are used for the construction of the bridge.

TEXT: Ing. Pavel Sliwka, Ing. Jaroslav Bartoň, Ing. Martin Formánek
FOTO A OBRÁZKY: Stráský, Hustý & partneři, s. r. o.
Pavel Sliwka, Jaroslav Bartoň a Martin Formánek působí ve společnosti Stráský, Hustý & partneři, s. r. o.

Článek byl uveřejněn v časopisu Inžinierske stavby / Inženýrské stavby 2/2017.