Partneři sekce:

Odvážný versus jednoduchý most. O jeho podobě rozhodli i občané

Most, kterého vývoj započal v roce 2003, se dočkal realizace v roce 2015. Neobvykle silný důraz byl kladen na komunikaci investora a zhotovitelů s veřejností. Důkazem je i jméno mostu, které vybrala veřejnost – Northern Spire.

Historie vývoje projektu je velice zajímavá. V roce 2003 započaly práce na hledání vhodného místa nového přemostění řeky Wear a v roce 2005 byla vypsána architektonická soutěž o návrh přemostění. Do soutěže vstou­pilo 35 účastníků včetně známého architekta Franka Gehry. 

Vítězný návrh firmy Spence Associated byl tvořen zavěšeným mostem s velmi odvážným řešením pylonu s výškou 168 m. Odhadovány byly vysoké náklady na výstavbu v hodnotě 133 milionů liber. Město zahájilo proces zajištění financování stavby kombinováním národních a místních zdrojů. Odhadovaná cena byla o 30 milionů liber vyšší než konkurenční návrh využívající tradiční nosníkový most a zajištění financování vázlo.

V roce 2008 město Sunderland zorganizovalo diskuzi s občany o tom, zda preferují nákladné a ambiciózní řešení, či levné a jednoduché trámové přemostění. Závěrem bylo rozhodnutí pokračovat s ambiciózním řešením. V roce 2009 bylo dokončeno zajištění finančních prostředků na stavbu a byla vypsána soutěž na realizaci. Do soutěže se přihlásila dvě konsorcia zhotovitelů. 

Nejlepší nabídka byla za 158 milionů liber, a tak ani v roce 2013 nebyla výstavba mostu zahájena. Město přehodnotilo svůj postoj a v roce 2014 vypsalo novou soutěž Design & Build, tedy na návrh a realizaci přemostění. Cena byla limitována 133 milióny liber. Firma SHP byla oslovena partnery z Anglie a zúčastnila se soutěže v rámci vítězného týmu.

Situace stavby – zavěšený most New Wear Crossing a navazující komunikace
Situace stavby – zavěšený most New Wear Crossing a navazující komunikace |

Nová soutěž z roku 2014

Nová soutěž byla spuštěna v dubnu 1014. Zahájena byla prekvalifikací, ve které byly účastníci hodnoceni z pohledu: 

  • právní bezúhonnosti,
  • úrovně ochrany zdraví a bezpečnosti práce,
  • rovnoprávnosti rasy a pohlaví,
  • odborné zkušenosti,
  • finanční kapacity,
  • pojištění,
  • řízení kvality,
  • ochrany životního prostředí,
  • osobního rozvoje zaměstnanců.

Prekvalifikací prošla do vlastního tendru tři sdružení. Tendr byl zahájen v červenci a ukončen v listopadu téhož roku. Skládal se ze čtyřměsíční fáze dialogů a z měsíční fáze samotného zpracování a podání nabídky. Fáze dialogů měla za účel sladit představy investora a zhotovitelů o úspěšné realizaci projektu. V rámci jednodenních dialogů byly jednotlivými soutěžními týmy diskutovány:

 

  • architektonické ztvárnění a funkčnost nového mostu,
  • detaily týkající se mostního příslušenství,
  • nároky na údržbu mostu,
  • harmonogram výstavby včetně identifikace kritické cesty,
  • cena,
  • smluvní podmínky.

Dialogy měly probíhat do doby, než investor nabyde přesvědčení, že všichni soutěžící rozumí zadání projektu, jeho rizikům i prio­ritám investora. V této soutěži proběhly čtyři dialogy a následně bylo vydáno finální znění soutěžních podmínek. Následovala zhruba měsíční fáze vyhodnocení nabídek a vyhlášení vítěze. 

Z úspěchu se radovalo sdružení zhotovitelů Farrans Construction a Victor Buyck Steel Construction spolu s projektanty Buro Happold, Roughan O’Donovan, SHP a Exploration Architecture. V březnu 2015 byly zahájeny práce na realizační dokumentaci a byla zahájena výstavba mostu.

Podélný řez mostem
Podélný řez mostem |

Koncepční řešení

Most přemosťuje řeku Wear v blízkosti jejího ústí do moře. V důsledku přílivu a odlivu dochází k poměrně významné změně hladiny vody v řece, a to přibližně o 4,5 m. Na řece je situován koridor pro lodní dopravu s průplavným profilem šířky 30 m a výšky 12 m. Komunikace na mostě je vedena směrově v přímé, výškově v konstantním klesání 1 %. Rozpětí polí je 40 + 148 + 148 m, celková délka nosné konstrukce je 340 m. 

Šířkové uspořádání na mostě je konstantní v zavěšené části a rozšiřující se v krajním poli. Na komunikaci jsou umístěny čtyři jízdní pruhy šířky 3,5 m a dva chodníky pro pěší a cyklisty o šířkách 3,5 m. Střední dělicí pás je šířky 1,8 m. Celková šířka mezi svodidly je 23,4 m. 

Nosná konstrukce je zavěšena pomocí dvou rovin závěsů na pylonu výšky 105 m nad hladinou vody. Výška mostu je 18,5 m. Všechny podpěry mostu jsou řešeny jako kolmé. Návrhová životnost mostu byla stanovena na 120 let. Použita byla ocel třídy S460 a S355 a betony třídy C32/40, C40/50 a C60/70.

Schémata fází výstavby – výsun nosné konstrukce
Schémata fází výstavby – výsun nosné konstrukce |

Založení

Založení mostu je řešeno hlubinně. Pylon je založen na 8 velkoprůměrových pilotách s průměrem 1,5 m. Piloty jsou opřeny o skalní podloží, realizovány byly z pontonu. Základ pylonu je tvořen masivní železobetonovou patkou výšky 3 m. Horní povrch základu je situován pode dnem řeky. Ochranu proti podemletí tvoří štětovnice ponechané z výstavby základu a pylonu.

Založení pilíře N1 je řešeno na beraněných ocelových pilotách profilu H. Základová patka je železobetonová, pro každou stojku pilíře samostatná.Opěry jsou založeny také na beraněných ocelových pilotách profilu H. Opěra N je zakládaná v otevřené výkopové jámě, opěra S má základovou spáru v úrovni násypu, tvořeném armovanou zeminou.

Spodní stavba

Pylon je řešen ve tvaru diamantu obkračujícího ve střední části nosnou konstrukci. Obě nohy pylonu jsou tvořeny komorovým ocelovým průřezem. V horní části jsou nohy spojeny, ve
spodní části přechází do železobetonových podstavců, monoliticky spojených se základem. 

Pod nosnou konstrukcí jsou obě nohy pylonu spojeny ocelovým komorovým příčníkem. Do úrovně pod příčník jsou nohy pylonu plně vyplněny betonem, do výšky 26,5 m je pak výplň betonem opatřena revizním prostorem, umožňujícím přístup k závěsům a do vrcholu pylonu.

Stojky pilíře N1 jsou tvořeny kruhovým železobetonovým průřezem o průměru 2 m. Obě stojky jsou umístěny přímo pod hlavními nosníky mostovky ve vzdálenosti 10,35 m od osy mostu.

Opěry mostu jsou řešeny jako komorové s deskovým úložným prahem zesíleným v místě ložisek. Na úložný práh navazuje štíhlá závěrná zídka s konzolou pro dilatační závěr. Prostor okolo nosné konstrukce je uzavřen čelní a bočními plentovacími zídkami. Přístup do opěry je řešen uzamykatelnými a vodotěsnými poklopy, situovanými v konzolách pro mostní závěry v chodníkové části příčného řezu.

 Příčný řez a podélný řez u pylonu
Příčný řez a podélný řez u pylonu |

Nosná konstrukce

Nosnou konstrukci tvoří ocelový rošt z dvojice podélných nosníků doplněných o příčníky a spřažené železobetonové desky. Podélné nosníky jsou tvaru nesymetrického I, výšky 1,8 m s šířkou horní pásnice 0,8 m a se šířkou spodní pásnice 0,9 m. Stojina má konstantní tloušťku 30 mm, pásnice mají proměnnou tloušťku sledující rozdělení ohybových momentů. 

Maximální tloušťka pásnice dosahuje 130 mm. Na horní pásnici jsou navařeny spřahovací trny. Osová vzdálenost nosníků je 20,7 m. Příčníky jsou tvořeny nosníky nesymetrického I s tloušťkou stěny 16 mm, se šířkou pásnic 0,5 m a s tloušťkami 20 a 30 mm. 

Příčníky jsou k podélníkům připojeny šroubovými spoji. Nadpodporové příčníky a příčníky v místě závěsů jsou ze silnějších plechů a jsou k podélníkům přivařeny. Osová vzdálenost příčníků je 4 m.

Spřažená mostovka je kombinací prefabrikovaného a monolitického betonu třídy C40/50 o tloušťce 265 mm. V prostoru mezi nosníky a příčníky je vylehčená. Prefabrikáty pokrývají celou plochu mostovky. V podélném směru jsou prefabrikáty uloženy na příčníky, v příčném směru mají typickou šířku 2,75 m, na krajích 4,00 m. Spáry mezi prefabrikáty jsou navrženy jako petlicový styk a jsou betonovány na stavbě.

Nosná konstrukce je na spodní stavbu uložena prostřednictvím hrncových ložisek. Uložení na příčníku pylonu je pomocí rámově působícího svařence. Na obou opěrách jsou situované gumokovové mostní závěry.

Nosná konstrukce je zavěšená na pylonu prostřednictvím 14 dvojic závěsů. Závěsy jsou tvořeny paralelními lany s trojnásobnou protikorozní ochranou. Napínané kotvy jsou umístěny v pylonu. Použity byly kabely VSL tvořeny 55, 61, 73 a 85 lany.

Nosná konstrukce – kladení prefabrikátů mostovky
Nosná konstrukce – kladení prefabrikátů mostovky |

Postup výstavby

Výstavba nosné konstrukce probíhala kombinací výsunu a blokové montáže. Obě zavěšená pole byla vysunuta z prostoru za opěrou S, výsun probíhal ve dvou taktech. V každém taktu byla nejprve sestavena nosná konstrukce v délce přibližně jednoho pole a následně byla vysunuta. 

V mezidobí mezi prvním a druhým taktem byl na stavbu dopraven a do projektové polohy zvednut pylon. Výsun byl prováděn přes montážní podpěry s typickým rozpětím 50 m. Délka výsuvného nosu byla 36 m. 

Výsuny probíhaly s osazenými prefabrikovanými panely. Nerovnoměrnost velikosti ohybových momentů při výsunu byla kompenzována redukcí množství osazených panelů – v prostoru za výsuvným nosem nebyly panely vůbec, dále pak nebyly osazeny všechny panely. Zavětrování konstrukce při výsunu bylo řešeno pomocí klínů ve spárách mezi prefabrikáty.

Po dokončení výsunu byl nos odmontován a v krajním poli byla nosná konstrukce uložena na montážní podpěry.

Ocelová část pylonu včetně protikorozní ochrany byla vyrobena v Belgii a vcelku dopravena na lodi a posléze na pontonu na stavbu. Zde se připojila pomocí masivních kloubů k podstavcům na základu. Byl osazen montážní rozpěrný rám, zajišťující správné vedení zdvihacích lan v prvních fázích zvedání, a byla položena zvedací a stabilizační lana. 

Následně byl během jednoho dne pylon otočen z vodorovné do svislé polohy. Po dokončení výstavby ocelových částí byly osazeny zbývající prefabrikované panely a byla zahájena betonáž spár mezi panely. 

Betonáž probíhala střídavě poutnickým způsobem, nejprve podporové úseky a následně polové. Poté proběhla instalace závěsů a jejich napínání ve dvou krocích. V průběhu napínání druhého kroku došlo k zvednutí z montážních podpor a k aktivaci definitivního statického uspořádání.

 Slavnostní nasvícení mostu
Slavnostní nasvícení mostu |

Závěr

V rámci projekční přípravy byl kladen velký důraz na řešení detailů a montážních postupů. Při výstavbě tak nebyly zaznamenány zásadní prodlevy způsobené nedostatečnou podrobností projektové dokumentace. Kvalita betonových konstrukcí byla na špičkové úrovni, a to jak z pohledu pevnostních charakteristik, tak z pohledu povrchového vzhledu. 

Montáž a výsun ocelových konstrukcí byly profesionální. V průběhu zpracování dokumentace byl kladen velký důraz na eliminaci rizik z hlediska bezpečnosti a ochrany zdraví při provádění prací. 

Od partnerů ASB

Nezvykle chladný, větrný a vlhký rok 2017 neumožnil dokončit most v plánovaném termínu 30 měsíců. Stavba byla slavnostně předána k užívání v srpnu 2018. Neobvykle silný důraz byl kladen na komunikaci investora a zhotovitelů s veřejností. Důkazem je i jméno mostu, které vybrala veřejnost – Northern Spire.

New Wear Crossing
Stavba: Sunderland Strategic Transport Corridor – New Wear Crossing
Investor: Sunderland City Council
Projektant mostu: Sdružení firem Buro Happold Engineering, Roughan & O’Donovan, Stráský, Hustý a partneři a Explorations Architecture
Zhotovitel: Sdružení firem Farrans a Victor Buyck Steel Construction
TEXT: Ing. Richard Novák, prof. Ing. Jiří Stráský, DSc.
FOTO A OBRÁZKY: Stráský, Hustý a partneři, s. r. o.

Richard Novák a Jiří Stráský působí ve společnosti Stráský, Hustý a partneři, s. r. o.

RubrikyInženýrské stavby, Mosty