Vizualizace nového mostu
Článek se zabývá návrhem nového železničního mostu v km 73,610 trati Brno – Přerov. Jedná se o ocelový most o třech polích, který přemosťuje řeku Moravu. Nosná konstrukce je navržena jako trámová z ocelových hlavních plnostěnných nosníků. V krajních polích jsou nosníky navrženy s proměnnou výškou, ve středním poli jsou nosníky konstantní výšky a jsou vyztužené obloukem jako langerův trám.
1. ÚVOD
Návrh mostního objektu je součástí akce „Modernizace trati Brno – Přerov, 5. stavba Kojetín – Přerov. Samotný most se nachází v Olomouckém kraji mezi Kojetínem a Chropyní a ve stávajícím stavu převádí jednokolejnou železniční trať přes řeku Moravu. Z důvodů zdvoukolejnění trati a nevyhovujícímu stávajícímu mostu je navržen nový objekt, který tvoří dva jednokolejné mosty na společných žb. opěrách, hlubinně založených. Nosnou konstrukcí nového objektu tvoří ocelové plnostěnné nosníky, které jsou ve středním poli vyztužené obloukem staticky působící jako langerův trám. Návrh objektu byl zpracován ve stupni DÚR v roce 2018.
2. POPIS KONSTRUKCE VE STÁVAJÍCÍM STAVU
Stávající objekt tvoří jednokolejný most o třech polích, který přemosťuje řeku Moravu. Nosnou konstrukcí tvoří příhradové nosníky, mostovka je spodní. Kolejový svršek je uložen na mostnicích. Příhradové nosníky jsou v krajních polích konstantně vysoké 4,2 m, střední pole je tvarováno do oblouku s výškou 7,9 m uprostřed rozpětí. Rozpětí jednotlivých polí je 35,28 m + 47,60 m + 35,42 m, celková délka přemostění je 118,9m. Hlavní nosníky jsou od sebe vzdáleny v osové vzdálenosti 5,0 m. Na mostě není splněný VMP 2,5.
Spodní stavba objektu je kamenná a skládá se z opěr O1, O2 a středních pilířů P1, P2. Opěra O1 a pilíř P1 jsou podchycený hlubinně, opěra O2 a pilíř P2 jsou založeny plošně. Šířka opěr je 10,0 m, šířka pilířů je 9,3 m. Pilíře jsou na obou stranách zaobleny a nachází se na nich stožáry TV. Na opěrách i pilířích se nacházejí ocelová ložiska, podpírající NK. Křídla mostu jsou rovnoběžná.
3. NÁVRH NOVÉ KONSTRUKCE
Nosná konstrukce mostu je ocelová na rozpětí 36,0m + 69,0 m + 36,0 m. NK tvoří v krajních polích ocelové plnostěnné nosníky s proměnnou výškou 2,75 – 3,6 m. Střední pole tvoří ocelové nosníky vyztužené obloukem (langerův trám) se vzepětím uprostřed 15,7 m. Nosníky pro obě NK jsou v osové vzdálenosti 8,0 m pro splnění VMP 3,5. Osová vzdálenost kolejí jednotlivých mostů je 9,5 m. Nosníky jsou v příčném směru propojeny příčníky s výškou cca 750 mm. Plech mostovky tl. 15 mm je v podélném směru vyztužen podélnými páskovými výztuhami. Most je uložen na kalotových ložiskách, a je uspořádán jako tři prostá pole za sebou. Mostní závěry jsou navrženy lamelové. Kolejové lože na objektu je uloženo v ocelovém žlabu, který je podporován ocelovými příčníky a podélnými výztuhami. Na objektu je navržena nástřiková izolace. Most je odvodněn příčným sklonem žlabu směrem k nosníkům a dále mostními odvodňovači.
Spodní stavbu objektu tvoří železobetonové opěry a pilíře, které budou hlubinně založeny na velkoprůměrových pilotách. Pod opěrami jsou navrženy dvě řady pilot DN1200 a pod pilíři čtyři řady pilot. Piloty budou umístěny v jílovém podloží a jsou navrženy délky 20 m. Opěra je navržena jako společná pro oba mosty a její šířka činí 19,5 m. Na opěrách jsou z obou stran navržena železobetonová zavěšená rovnoběžná křídla, na kterých bude osazena římsa se zábradlím, navazující na zábradlí na nosné konstrukci. Pilíře jsou navrženy s celkovou šířkou 21,9 m a s tloušťkou dříku 2,2 m. Na obou stranách budou pilíře zaoblené.
4. STATICKÉ POSOUZENÍ
Pro návrh nového mostního objektu bylo zpracováno statické posouzení v rozsahu přípravné dokumentace. Ve statickém výpočtu byly ověřeny dimenze základních prvků nosné konstrukce, dále bylo ověřeno založení objektu s ohledem na deformace spodní stavby a také byla posouzena kombinovaná odezva mostu a koleje.
4.1 Posouzení nosné konstrukce
Pro posouzení nosné konstrukce byl vytvořen prostorový model v programu Midas. Na modelu byly zjištěny vnitřní síly rozhodujících prvků (hlavní nosník, oblouk, plech mostovky), které se staly podkladem pro posouzení konstrukce z oceli třídy S355.
4.2 Posouzení spodní stavby
Spodní stavba je založena hlubinně na velkoprůměrových pilotách. Pro návrh založení byly využity výsledky geologického průzkumu, který byl proveden ve formě čtyř IG vrtů. Z provedených průzkumných prací vyplynulo, že piloty budou vetknuty do minocénních jílů, nad kterými se nachází štěrkový zvodnělý kolektor (6 – 7 m). Založení objektu se bude nacházet pod úrovní hladiny spodní vody.
Pro posouzení založení byly využity dva výpočetní programy – GEO5 a Midas. V programu GEO5 byly zjištěny účinky základ v zastižených zeminách a deformace základu při zatížení horní stavby. Dále byla spodní stavba modelována v programu Midas, kde pružné podpory pro piloty charakterizující zemní prostředí byly zadány tak, aby odpovídaly chování výsledkům zjištěným v programu GEO5. V Midasu pak byla zjištěna vodorovná tuhost spodní stavby v úrovni uložení, která pak byla použita pro posouzení kombinované odezvy koleje.
4.3 Posouzení kombinované odezvy
Statické působení konstrukce bylo navrženo jako tři prosté nosníky za sebou. Posouzení kombinované odezvy bylo provedeno metodou komplexní analýzy, kdy bylo ověřováno napětí v kolejnici od všech účinků zatížení: vnitřní napětí kolejnice od výroby, teplotní změny kolejnice a teplotní změny konstrukce, globální a lokální účinky kolejové dopravy. Ověření kombinované odezvy bylo provedeno dle článků ČSN EN 1991-2 a MVL 150. Pro výpočet byl použit model v programu Midas.
5. ZÁVĚR
Návrh mostu přes řeku Moravu vyžaduje podrobnější přístup k řešení i ve fázi přípravné dokumentace. Je nutné zohlednit nikoliv jen samotný výsledný návrh mostu, ale i způsob výstavby, používání i budoucí údržbu objektu, zároveň je třeba provést i předběžné statické posouzení konstrukce. Zvolený návrh třípolového mostu vyhovuje daným kritériím a zároveň svým tvarem odkazuje i na historii původního objektu.
