Přemostění Nosického kanálu
Příspěvek se zabývá výstavbou dvoukolejného železničního mostu z pohledu zhotovitele, zejména pak tvorbou výrobní dokumentace, stavebními postupy, výrobou a montáží nových nosných ocelových konstrukcí mostu, který převádí přeložku železniční trati s návrhovou rychlostí 160 km/h přes koryto Nosického kanálu řeky Váh a přilehlé inundační území na trati Púchov – Považská Bystrica (Slovensko).
POPIS KONSTRUKCE MOSTU
Přemostění Nosického kanálu délky 379,045 metru je složeno ze šesti prostých polí. Střední dvě pole přemosťují dva obloukové mosty (Langrovy trámy), každý o délce 124,80 metru. Z obou stran pak na Langrovy trámy navazují dvě spřažené ocelobetonové konstrukce. Délka jednoho přemostění činí 30,60 metru.
Krajní pole
Jde o čtyři totožné konstrukce, ocelobetonové spřažené s průběžným kolejovým ložem.
Nosnou konstrukci tvoří šest kusů ocelových (plnostěnných) svařovaných nesymetrických nosníků proměnlivé výšky o tvaru písmene „I“ a dále ocelové nadpodporové příčníky. Ve čtvrtinách a v polovině rozpětí je osazeno ztužení z dvojic protisměrných úhelníků. Hlavní nosníky jsou uspořádány v osových vzdálenostech 1 650 + 1 650 + 2 200 + 1 650 + 1 650 mm. Uprostřed rozpětí činí výška nosníků 1 400 mm, která se od 1/4 do 1/8 rozpětí zmenšuje směrem k podpěrám na výšku 1 065 mm.
Hlavní nosníky a příčníky jsou svařované konstrukce. Ve čtvrtinách rozpětí je mezi nosníky navrženo ztužení z dvojic protisměrných rovnoramenných úhelníků, které jsou přichyceny šrouby.
Konstrukce byla dělená v příčnicích na tři montážní dílce, které se skládaly vždy ze dvojic hlavních nosníků. Mezi hlavními nosníky jsou ztužidla po vzdálenosti 7,65 m. Pro montážní stavy bylo přidáno ztužení hlavních nosníků v polovině vzdálenosti, tj. po 3,825 m.
Spřažení mezi ocelovou konstrukcí a železobetonovou deskou je zabezpečeno spřahovacími trny o průměru 25 mm a délky 200 mm.
Železobetonová deska je z betonu třídy C35/45. Její nejmenší tloušťka je 300 mm, a to ve čtvrtinách volné šířky žlabu pro štěrkové lože (v místech uložení odvodňovačů). Její tloušťka roste směrem do středu a ke krajům žlabu ve sklonu 3 %, až na 371 mm. Na vnější straně desky dosahuje v místě pracovní spáry tloušťku 385 mm. Boční stěny žlabu mají tloušťku 435 mm a římsová část roste od 350 mm (na volném kraji konzolové římsy) do tloušťky 400 mm – při boční stěně. Horní plocha říms je vyspádována ve sklonu 3 % směrem do mostu.
Nosné konstrukce jsou na spodní stavbu uloženy prostřednictvím atypických hrncových ložisek.
Obloukový most
Jde o dvě totožné trámové konstrukce s ocelovou ortotropní mostovkou vyztužené obloukem (Langerův trám) s průběžným kolejovým ložem.
Nosnou konstrukci přemostění s rozpětím 124,80 m tvoří dva plnostěnné trámy v osových vzdálenostech 12,60 m. Jde o průchozí komorový průřez s vnitřními světlými rozměry 1 270 × 3 000 mm. Komorové průřezy trámů mají celkovou výšku 3 100 mm a jsou vyztuženy plnostěnnými průchodnými diafragmaty v místě každého příčníku. Na trámy jsou centricky napojeny, kružnicově zakřivené, plnostěnné oblouky o teoretickém vzepětí 22,00 m. Tímto je dán poloměr zakřivení oblouku r = 99,495 m.
Oblouky jsou z komorových průřezů o světlosti 1 220 × 1 710 mm, vyztuženy ve čtvrtinách a v polovině vzdálenosti mezi svislicemi plnostěnnými diafragmaty s obdélníkovými průchodnými otvory o rozměru 800 × 1 200 mm. Propojení oblouku a trámu, mimo koncových bodů, zabezpečují táhla z trubek o průměru 273 mm a tloušťce stěny 20 mm. Táhla jsou na trám i oblouk připojena přes styčníkové plechy, které jsou na trám a oblouk přivařeny tupým K svarem. Trubková táhla jsou vyplněna křemičitým pískem a rozmístěna v půdorysných vzdálenostech po 20,80 m. Mezi oblouky je ztužení tvořené příčkami z trubek o průměru 914 a 610 mm. Trubkové průřezy ztužidla jsou k obloukům připojeny tupými svary.
Nosná konstrukce má dolní plechovou ortotropní mostovku s průběžným kolejovým ložem. Plech mostovky vytváří žlab kolejového lože. Podélné ploché výztuhy jsou situovány v osových vzdálenostech po 420 m. Příčné výztuhy jsou po vzdálenosti 2 600 mm a mají proměnný průřez tvaru obráceného T.
Trámy a mostovka každého pole přemostění jsou příčně členěné na pět montážních dílů, které se propojí montážními svary. V podélném směru jsou trámy a mostovka děleny na osm montážních dílů. Oblouky jsou rozdělené na sedm montážních dílů.
Uložení hlavních nosníků je řešeno standardně, vždy na dvou ložiskách v každé ose uložení pod hlavními nosníky. Podélně pevné uložení nosné konstrukce je na výškově nižší podpěře. Příčně pevné ložisko je vždy vlevo od osy mostu pod nejbližším nosníkem.
ZALOŽENÍ A SPODNÍ STAVBA
Základy opěr O1 a O2 jsou založeny na 32 kusech mikropilot délky 4,5 m, v rozestupech po 1,3 m příčně a 1,5 m podélně vzhledem na rozměr základu (obr. 1). Pilíře P1 a P5 jsou založené na 40 ks mikropilot délky 4,5 m v rozestupech po 1,3 m příčně a po 1,5 m podélně vzhledem k rozměru základu.
Založení u opěr O1, O2 a pilířů P1, P5 probíhalo v otevřené stavební jámě. Pilíře P2, P3 a P4 jsou založeny na 25 kusech vrtaných železobetonových velkoprůměrových pilot v osových vzdálenostech 3,0 m (v obou směrech). Průměr pilot představuje u pilířů P2 a P4 0,9 m, u pilíře P3 to je 1,2 m. Délka pilot činí u pilířů P2 a P3 8,2 m, u pilíře P4 pak 6,2 m.
Piloty byly prováděny z úrovně montážní plošiny s délkou hluchého vrtání cca 12,0 m. Stavební jámy půdorysného vnitřního rozměru 15,0 × 15,0 m měly hloubku cca 12,0 m. Byly zapaženy štětovnicovou pažící stěnou typu Larsen (tzv. larsenky) délky 16,0 m se čtyřmi úrovněmi rozpěrných rámů. Geologie neumožňovala zaberanění takto dlouhých štětovnic, proto byl pro každou larsenku proveden předvrt, a to velkoprůměrovou vrtačkou. Otvor byl vyplněn bentonito-cementovou směsí. Následně do něj byly zaberaněny larsenky (obr. 2 až 6). Takto hluboké založení bylo provedeno z důvodu prohloubení Nosického kanálu pro zajištění plavební dráhy, která se bude pod mostem v budoucnu nacházet.
Spodní stavbu mostu tvoří dvě opěry O1 a O2 s přechodovými deskami a křídly K1 až K4, a pět pilířů P1 až P5. Opěry jsou železobetonové gravitační s tloušťkou dříků 4,0 m délky 12,2 m. Křídla u opěr jsou vždy s jedním kolmým a jedním šikmým (obr. 7).
Železobetonové pilíře P1 a P5 mají stejný tvar, liší se jen délkou dříku a svojí výškovou polohou. Úložné prahy mají rozměr 3,00 × 14,02 m s půdorysným zaoblením s poloměrem 2,75 m, výška prahu činí od 1,455 do 2,75 m. Dřík má rozměr 6,0 × 3,0 m se zaoblením s poloměrem 3,0 m, výška dříku je 5,065 a 6,380 m. Základ pilíře představuje 7,50 × 12,00 m s výškou 1,75 m (obr. 8).
Železobetonové pilíře P2, P3 a P4 mají stejný tvar, liší se jen délkou dříku a svojí výškovou polohou. Úložné prahy mají rozměr 6,0 × 16,0 m s půdorysným zaoblením s poloměrem 5,5 m, výška prahu je od 1,93 m do 4,43 m. Dřík má kruhovitý tvar průměru 6,0 m. Základ pilíře je rozměru 15,0 × 15,0 m s výškou 3,5 m (obr. 9).
VÝROBA
Výrobě ocelové konstrukce v mostárně předcházela tvorba výrobní dokumentace, která byla zpracována vlastními kapacitami FIRESTA‑Fišer, rekonstrukce, stavby a. s. – zhotovitele mostu. 2D dokumentace vycházela z 3D modelu konstrukce, který byl zpracován v programu Advance Steel (obr. 10 až 12).
Výroba ocelové konstrukce probíhala v mostárně společnosti Firesta. Na hlavní nosné části konstrukce byly použity plechy jakosti S355N a S355J2+N s atestem kontroly 3.2. Ocel dodávala společnost Vítkovice Steel. Konstrukce byla investorem přejímána vždy v sestavě v „černém stavu“ (obr. 13 až 17).
Po přejímce byl v tryskacím a lakovacím boxu aplikován kombinovaný nátěrový systém (obr. 18 až 19). Na vnější povrchy byl aplikován nátěrový systém Hempel (metalizace ZINACOR 850 + navazující epoxidové a polyuretanové vrstvy) v celkové tloušťce 360 μm. Vzhledem ke skutečnosti, že jak oblouk, tak i trámy jsou po celé délce průchozí, jsou protikorozní ochranou opatřeny i všechny vnitřní plochy nosné ocelové konstrukce.
Po aplikaci nátěrového systému byly dílce naloženy na transportní prostředky, určené k nadměrné přepravě, a konstrukce byla postupně expedována na stavbu. Svou velikostí jednotlivých dílců i celkovou dílenskou sestavou patřila tato zakázka k těm prostorově nejnáročnějším v posledních letech. Výroba konstrukce o objemu 4 000 tun oceli trvala přibližně dva roky.
MONTÁŽ
Krajní pole
Při montáži byly jednotlivé dvojice „I“ nosníků osazeny na provizorní podložení (pod opěrovým příčníkem) na opěry nebo pilíře v závislosti na tom, o které nosníky předpolí se jednalo. Po svaření opěrových příčníků byla provedena kontrola montážních svarů ultrazvukem. Dále se betonovala spřažená monolitická železobetonová deska.
Až po betonáži se zaměřily klínové desky, vložené mezi dolní pásnici ocelových nosníků a ložisko. Po obrobení klínových desek a připojení šrouby s ložiskem na dolní pásnice ocelových nosníků bylo provedeno podlití ložisek.
Obloukový most
Obě konstrukce byly montovány blokově jeřábem na podporách PIŽMO. Nejprve proběhla úprava koryta řeky, tak aby byl zajištěn přístup k první konstrukci. Po dokončení montáže první konstrukce byla berma z řeky transportována na druhý břeh a vytvořena nová pro montáž druhé konstrukce. Montáž sestávala z návozů jednotlivých dílů ocelové konstrukce, kdy krajní trámy byly osazovány na podpěrné konstrukce z PIŽMA přímo do otvoru mostu a jednotlivé díly mostovky byly osazovány na montážní rošt. Zde se svařily díly mostovky do jednoho celku.
Mostovka s krajními trámy byla uložena celkem na sedm PIŽMO věží. Po svaření všech osmi částí mostovky bylo postaveno pět věží z PIŽMA na mostovce pro ukládání jednotlivých dílů oblouků. Dále bylo postaveno lešení PERI mezi jednotlivými věžemi (obr. 22).
Oblouky byly montovány vždy po dvou kusech z levé i pravé strany od zárodků oblouků na krajních trámech. Po svaření těchto částí oblouků a osazení přilehlých ztužení oblouků byly osazovány zbylé tři díly, z nichž jako poslední byly usazovány středové díly oblouků a přilehlých prvků ztužení (obr. 23).
Po svaření dílů bylo provedeno uvolnění oblouků v místě uložení na jednotlivé PIŽMO věže. V následujícím postupu byla osazena táhla, která propojují oblouky a krajní trámy. Po svaření táhel byla táhla vyplněna křemičitým pískem. Následně byla provedena aktivace táhel, a to uvolněním podložení na hlavách PIŽMO věží pod krajními táhly.
ZÁVĚR
V současné době je konstrukce mostu kompletně svařená, natřená a připravená na pokládku železničního svršku. Nová mostní konstrukce přispěje svým dílem ke zvýšení rychlosti na nové přeložce železniční trati a současně se stane i dalším výrazným krajinným prvkem v tomto regionu. Jde o mimořádnou konstrukci dvojkolejného mostu s největším rozpětím na území České a Slovenské republiky. Železniční most bude zprovozněn postupně. Kolej č. 1 v prosinci 2020 a kolej č. 2 v září 2020.
Ing. Denisa Nosková
Ing. Jiří Nováček
Ing. Antonín Směták
Ing. Petr Šťasta
FIRESTA-Fišer, rekonstrukce, stavby a. s.
