Foto: STRABAG Rail, a. s.
Předmětem stavby je celková rekonstrukce trati v délce cca 1 300 m. Řešený úsek začíná za poslední výhybkou č. 79 v železniční stanici Děčín-východ a končí první výhybkou č. 3 v zapojení do ŽST Děčín Prostřední Žleb. Trať po výjezdu z ŽST Děčín-východ prochází tunelem délky cca 400 m Stoliční horou a po výjezdu z tunelu na severním kraji města Děčín překonává řeku Labe železničním mostem. Na levém břehu se v ŽST Děčín-Prostření Žleb napojuje do levobřežního I. tranzitního koridoru st. hr. s Rakouskem – Břeclav – Praha – Děčín – st. hr. s Německem.
Hlavním cílem této stavby je zlepšení infrastruktury, která povede zejména k zajištění bezpečného a spolehlivého provozu, ke splnění parametrů daných národní a evropskou technickou legislativou.
Stavba zahrnuje rekonstrukci železničního mostu přes Labe, sanaci Děčínského a Loubského tunelu, železničního spodku a svršku, trakčního vedení, zabezpečovacího a sdělovacího zařízení, přeložky inženýrských sítí a výstavbu protihlukových stěn.
Hlavním stavebním objektem této stavby je železniční most v km 458,755 přes řeku Labe. Stávající most je již v technicky nevyhovujícím stavu, a proto musí proběhnout jeho kompletní rekonstrukce, která spočívá v náhradě nosné konstrukce a sanaci spodní stavby.
Železniční most v Děčíně je nejníže položený most přes řeku Labe na území České republiky a je také jedním z posledních příhradových mostů se zachovalými původními konstrukcemi na našich hlavních železničních tratích.
HISTORIE MOSTU
Most byl vybudován mezi Děčínem a Prostředním Žlebem mezi léty 1873 až 1874 společností Rakouské severozápadní dráhy (ÓNWB – Ósterreichisch Nordwestbahn). Autorem celkového konceptu železnice v labském údolí byl Konrad Wilhelm Hellwag, stavební ředitel rakouské Severozápadní dráhy a rodák z Eutinu v Holštýnsku. Podle jeho konceptu byly ve vídeňské kanceláři pod vedením vrchního inspektora Eduarda Gerlicha provedeny výpočty a narýsovány plány mostních konstrukcí. Provedení stavby na místě řídil švýcarský inženýr Jakob Mast, předseda stavebního oddělení Děčín, kterému byl jako vedoucímu stavby přidělen inženýr Cecerle. Most sloužil v původním stavu až do roku 1927, kdy byla nahrazena konstrukce mostovky tak, aby odpovídala zvyšujícím se nárokům na její nosnost. V době výstavby byl původní most nejdelším železničním ocelovým mostem na našem území. Původní jednokolejná mostní konstrukce z roku 1874 byla umístěna na spodní (částečně dvoukolejné) stavbě vlevo. Po vybudování stávající mostní konstrukce v roce 1916 po pravé straně byla vyloučena z provozu a po snesení vodovodního řadu města Děčín v roce 1927 byla následně v letech 1927 a 1928 snesena. Vzhledem k úhlu 45°, v němž most překonává Labe, a s ohledem na šířku řeky je celková délka mostu cca 252 metrů (25-101-101-25). Spodní konstrukce mostu byla koncipována pro dvoukolejný provoz, ale skutečně zřízena byla pouze jedna kolej a k uvedení druhé koleje do provozu nikdy nedošlo.
Most byl naplánován s pilířem uprostřed řeky a se dvěma pilíři u břehů a s předmostími. Opěry a pilíře jsou tvořeny tesanými kvádry jemnozrnného pískovce pocházejícího z několika kamenolomů v oblasti Labských pískovců, spojenými výhradně hydraulickou vápennou maltou z rakouského Kufsteinu. Při stavbě břežních pilířů musely být překonány usazeniny o průměrné mohutnosti 7,3 m, aby se dosáhlo pískovcového skalnatého podloží, na němž mohly být pilíře vystaveny. V řece na místě budoucího středního pilíře se nacházely usazeniny o průměrné mohutnosti až 10 m. A protože se štěrkové, pískové a kamenné usazeniny nacházely pod vodou, byl pilíř zapuštěn pomocí kesonů se zabudovanými korečkovými rypadly za použití stlačeného vzduchu.
Nejrozsáhlejší opravou prošel most ve 20. letech 20. století, po cca 50 letech užívání, kdy byla provedena nová ocelová konstrukce jako kopie té původní. Dalším významným zásahem byla až elektrifikace trati a provedení nového nátěru v 60. letech dvacátého století. O kvalitě provedených prací svědčí také to, že je most bez zásadních zásahů více než sto let od výstavby stále funkční.
DIAGNOSTICKÝ PRŮZKUM
Hlavním důvodem výměny stávajících ocelových konstrukcí za nové byl především výsledek diagnostického průzkumu, který potvrdil výskyt velkého množství prvků poškozených nebo oslabených korozí. Dále výsledky provedených laboratorních destruktivních zkoušek (zkouška rázem v ohybu) prokázaly, že ocel nemá zaručenou dostatečnou odolnost vůči křehkému lomu při běžných teplotách (může dojít ke zhroucení konstrukce rázem, bez varovných stavů) a že je ocel neuklidněná (obsahuje bubliny CO). Takováto ocel je proto v podmínkách dynamického zatěžování průjezdem vlakových souprav nevhodná k použití na mostních konstrukcích. Diagnostickým průzkumem byla zjištěna výsledná zatížitelnost ZLM?I = 0,65, které bylo dosaženo jen využitím všech relevantních úlev daných Metodickým pokynem SŽ. Pro danou trať je současnými normami požadována zatížitelnost Zium > 1,21, což je téměř dvojnásobek parametru stávající mostní konstrukce. Rovněž šířkové uspořádání na mostě nevyhovuje podmínkám pro bezpečné provozování objektů.
Na konstrukci č. 2 a 3 je minimální vzdálenost 1 789 mm, což neodpovídá ve staničním obvodu požadované volné šířce minimálně 3 000 mm. Dalším důvodem pro provedení výměn konstrukcí je vyčerpání životnosti prvků mostovky vlivem cyklického zatížení, které je ovlivněno vysokou intenzitou stávající nákladní dopravy. Celkově proto můžeme stav stávajících prvků mostu charakterizovat tak, že jsou na hranici či za hranicí své životnosti.
NÁVRH NOVÉ KONSTRUKCE
Pro novou konstrukci byla z možných variant vybrána konstrukce, která tvarově a rozměrově vychází ze stávající ocelové konstrukce. Nová nosná konstrukce je navržena v hlavních otvorech jako ocelová příhradová s dolní ortotropní mostovkou s průběžným kolejovým ložem. V krajních polích je nosná konstrukce spřažená ocelobetonová s horní železobetonovou mostovkou s průběžným kolejovým ložem. Spodní stavba mostu zůstane zachována, včetně původního kesonového založení s tím, že dříky pilířů budou zesíleny pomocí mikropilotové- ho roštu a sloupů tryskové injektáže v podzákladí. Pro uložení nové nosné konstrukce budou vybudovány v horní části podpěr nové železobetonové úložné prahy. Výrazová podoba nového mostu tak bude svým charakterem odpovídat současnému stavu. Předmětný most má čtyři mostní otvory. V otvoru č. 1 mostní konstrukce překonává železniční vlečku Děčín–Loubí, v otvorech č. 2 a 3 přemosťuje řeku Labe a v otvoru č. 4 překonává místní komunikaci.
POSTUP VÝSTAVBY MOSTU
Pro realizaci nového železničního mostu přes Labe jsme v rámci předvýrobní přípravy hledali co nejoptimálnější technické a ekonomické řešení. Projektant v rámci DSPS navrhoval postup takový, že mělo nejprve dojít k vybudování jímek v řece a podpěrných bárek kolem pilířů a mezilehlé bárky mezi P1 a P2, následně by měla být zahájena montáž NOK 2, a to na montážní ploše vybudované na levé straně trati před výjezdovým portálem Děčínského tunelu. Následoval by postupný podélný výsun mostu a po zahájení výluky, odstranění trakce a železničního svršku odsun mostu ve směru toku Labe na předem připravené podpěrné konstrukce. Po dokončení výsunu NOK 2 se měl provést příčný přesun a spuštění na ložiska do definitivní pozice. Následně se měly osadit NOK 1 a NOK 2. Na úplný závěr se měla provést postupná demontáž stávajících konstrukcí č. 2 a 3. Ta měla probíhat vždy od středu ke kraji postupným odřezáváním a de- montáží pomocí jeřábu či spouštěním do soulodí.
DVĚ DALŠÍ MOŽNÉ VARIANTY
V rámci přípravy jsme zvažovali jako další variantu využití původní konstrukce jako výsuvného nosu pro podélný výsun nové konstrukce. Naší představou bylo postupně vyráběnou NOK (na plošině u O1) sepnout pomocí adaptéru se SOK (obě SOK by byly mezi sebou vzájemně rovněž sepnuty) a podélně vysouvat k opěře O2. Sepnutí NOK a SOK mělo být tuhé, tak aby umožnilo přenášet ohybové momenty. Vznikl by tak spojitý nosník s dvojí tuhostí, v každém okamžiku výsunu podepřený u P1, P2 a P3, případně i na plošinách u O1 a O2. Tímto řešením jsme chtěli minimalizovat rozsah konstrukcí PIŽMO a zároveň se vyhnout bárce v řece. Z důvodu velmi problematického zesilování a spojování konstrukcí, kdy bychom nebyli schopni docílit optimálních pevnostních hodnot a stability především u stávajících konstrukcí, jsme od této varianty upustili.
Další poměrně dlouhou dobu řešená a projednávaná varianta byla za pomoci splavení konstrukcí pomocí pontonového soulodí. Při této variantě jsme uvažovali, že nejprve provedeme odsun stávajících konstrukcí na předem připravené dočasné konstrukce PIŽMO umístěné na pravé straně mostu. Nová ocelová konstrukce č. 2 měla být sestavována a svařována na předmontážní ploše umístěné na betonové ploše terminálu Česko-saských přístavů, a to rozdělených na dva cca 100 m dlouhé celky. Jednotlivé celky měly být po jejich sestavení a dokončení protikorozní ochrany příčně přesunuty na pontonové soulodí, následně měly být vyzvednuty na dočasných podpěrných konstrukcích do projektované výšky a měly být postupně splaveny nad předem připravené nové úložné prahy. Obě konstrukce měly být na zá- věr spojeny montážním svarem a spuštěny do projektové výšky.
Stávající konstrukce měly být obdobným způsobem splaveny do spodní části přístavu, kde by došlo k jejich přesunu na zpevněnou plochu a k jejich následné likvidaci. Ani touto cestou jsme se nakonec nemohli ubírat, neboť se postupnými výpočty ukázalo, že bychom z důvodu vysoké hmotnosti nových konstrukcí, ponoru pontonových soulodí a potřebné bezpečnostní marže museli odtěžit ze dna Labe více než 40 000 m3 materiálu a po dokončení prací ho vrátit zpět. Dalším problémem bylo zajištění soulodí a mostní konstrukce proti překlopení vlivem větru. Tato varianta se tak ukázala jako časově velmi náročná a neefektivní, navíc s obrovským rizikem na zajištění minimální plavební výšky především v letních měsících, v nichž mělo ke splavování konstrukcí dojít.
SESTAVENÍ NA PLOŠE TERMINÁLU
Z uvažovaných variant jsme po důkladném zvážení všech výhod a nevýhod nakonec vybrali tu, při které došlo k sestavení NOK 2 na ploše terminálu přístavu, následně byl most sestaven do celé délky, ale nebyl kompletně svařen. Most byl rozdělen do 4 samostatných dílců, které se pomocí pásového jeřábu o nosnosti 750 t přesunuly ke stávajícímu mostu, zde se uložily na vysouvací dráhu a konstrukce byly postupně podélně vysouvány. Montážní styky včetně PKO byly následně provedeny nad prostorem vlečkoviště mezi kolejemi 1 a 5. Tímto řešením tak odpadla potřeba terénního zásahu do skalního masivu v místě projektem uvažované montážní plošiny a nebyla potřeba realizace záporového pažení podél křídla mostu. Dále odpadly práce v blízkosti provozované koleje a i trakčního vedení, a navíc ve výšce více než 23 m kolmo k toku řeky, tj. kolmo na proudění vzduchu údolím Labe. V případě provádění technologií postupným podélným výsunem před zahájením výsunu musela být dokončena protikorozní ochrana, která dle ZOV vycházela do nevhodného klimatického období pro tuto práci (listopad–duben). Díky úpravě technologie a místa montáže mostu bylo možné provést kompletní PKO ve vhodném období duben–květen. Další významnou výhodou bylo omezení časové náročnosti na přípravu podpěrných konstrukcí v toku Labe. Dle vyjádření AOPK a vydaných stavebních povolení jsou práce v toku časově velmi limitovány možným výskytem chráněných živočichů, především lososa obecného a bobra evropského. Jednoznačně největší výhodou tohoto řešení byla možnost montáže mostu zcela nezávisle na provádění prací v Děčínském tunelu. Dle ZOV bylo totiž navrženo, že se veškeré nové konstrukce mostu budou vozit skrze, v tu dobu již zajištěný a rozepřený, Děčínský tunel. Díky projednání přístupu přes areál přístavu tak byla námi zvolená varianta možná, což se i s ohledem na značné komplikace v Děčínském tunelu ukázalo jako zásadní a správná volba.
PRÁCE NA MOSTNÍM OBJEKTU
Vlastní práce na mostním objektu byly započaty ihned po podpisu smlouvy, vyhotovení výrobně technické dokumentace a dodání materiálu. Nové ocelové konstrukce byly vyráběny v prostějovské DT mostárně, odkud byly po provedení základní a první vrstvy protikorozní ochrany dovezeny na stavbu do Děčína.
Zde byla nová konstrukce č. 2 postupně sestavována a svařována do 4 celků připravených k přesunu z terminálu k mostnímu otvoru. Současně se zahájením montáže nové ocelové konstrukce byly započaty práce na založení dočasných podpěrných konstrukcí na obou březích a pod středovým pilířem. Všechny dočasné konstrukce PIŽMO byly založeny na železobetonových deskách a hutněném štěrkovém polštáři, který byl u středového pilíře zajištěn pomocí štětovnicové jímky. Ještě před zahájením nepřetržité výluky bylo provedeno částečné ubourání části původních pilířů, na nichž byly následně zhotoveny dočasné kotvené železobetonové úložné prahy, které sloužily pro uložení posuvných drah pro následný příčný přesun mostu. Po zahájení nepřetržité výluky 1. 3. 2022 byl ze stávajícího mostu snesen železniční svršek a trakční vedení a byly sneseny původní konstrukce v polích č. 1 (nad kolejištěm Česko-saských přístavů) a konstrukce č. 4 (nad pozemní komunikací v Prostředním Žlebu) a byly na dočasné konstrukce vymístěny inženýrské sítě (např. provizorní vodovod či obcházecí a napájecí vedení 3 KV a 6 KV). Následně byly zahájeny přípravné práce pro příčný odsun mostu. Nejprve musely být pomocí šroubového spoje ke stávající konstrukci připevněny konzoly, přes které mohly být konstrukce pomocí hydraulických lisů přizvednu- ty a dočasně odloženy na připravené betonové prefabrikáty ve výšce umožňující demontáž původních ložisek a umístění posuvných drah. Tyto posuvné dráhy měly v části na pilíři konstrukční výšku 300 mm a od úložného prahu směrem na dočasné podpěrné konstrukce PIŽMO měly výšku 800 mm. Tyto posuvné dráhy byly pomocí konzol připevněny k roštovým nosníkům umístěným pod drahami, což zajistilo stabilitu konstrukce proti překlopení při přesunu. Vlastní příčný odsun mostních konstrukcí byl realizován po- stupně (nejprve konstrukce č. 2 a následně konstrukce č. 3) za pomoci hydraulických lisů a předpínacích lan. Obě cca 760 t vážící konstrukce byly odsunuty o cca 18 m směrem po proudu Labe. Příprava na přesun trvala dlouhé týdny, vlastní přesun každé z konstrukcí trval pouhých 6 hodin. Tímto krokem došlo k úplnému uvolnění původních pilířů, kde bylo následně provedeno dílčí ubourání cca 2,5 m původního zdiva pilířů pomocí bouracích strojů.
Po dokončení bouracích prací na jednotlivých částech spodní stavby (opěry 1 a 2 a pilíře 1, 2 a 3) bylo provedeno zesílení spodní stavby pomocí mikropilot a tryskové injektáže. Na takto připravených spodních stavbách byly postupně budovány nové úložné prahy a ložiskové bločky.
PŘESUN MOSTNÍ KONSTRUKCE
Před zahájením transportu mostní konstrukce byly na ocelové konstrukci dokončeny všechny vrstvy protikorozní ochrany a v toku Labe byly umístěny dvě mezilehlé dočasné podpěrné konstrukce, které sloužily jako podpory při provádění podélného výsunu mostu. Samotnému přesunu mostní konstrukce rovněž předcházelo vybudování zpevněné jízdní dráhy. Dráha byla zhotovena ze zhutněných vrstev lomového kamene a štěrkodrti frakce 0/63 vyztužené dvěma vrstvami geomříží.
Celková hmotnost více než 200 m dlouhé ocelové konstrukce je cca 1 741 t. Transport všech dílců mostní konstrukce byl proveden za pomoci největšího pásového jeřábu dostupného v České republice LIEBHERR LR 1750 o nosnosti 750 t. Nejtěžším a zároveň nejdelším přepravovaným dílcem byl hned ten první. Přesun více než 65 m dlouhé a cca 525 t těžké konstrukce do vzdálenosti přibližně 400 m trval cca 2,5 dne. Dle vyjádření jeřábnické společnosti šlo o nejdelší přesun pomocí jeřábu takto těžkého dílce na našem území.
Postupně byly stejným způsobem přepraveny všechny konstrukce, přičemž vždy mezi jednotlivými dílci byly již v mostním otvoru provedeny montážní svary a byly dokončeny všechny vrstvy protikorozní ochrany. Po podélném výsunu mostu a dosažení dočasné podpěry umístěné před středovým pilířem došlo k demontáži mezilehlých podpěr umístěných v toku z pravého plavebního otvoru do otvoru levého tak, aby byla splněna podmínka Státní plavební správy a stavebního povolení, aby byla po celou dobu rekonstrukce mostu umožněna plavba vždy alespoň jedním plavebním otvorem. Po ukončení podélného výsunu v celé délce byla nejprve příčně a následně podélně vysunuta spřažená ocelobetonová konstrukce pole č. 1, která byla z časového důvodu předem vyrobena mimo mostní otvor a prostor určený k výsunu mostu.
Nové spřažené konstrukce č. 1 a 3 jsou opatřeny asfaltovou izolací s tvrdou ochranou z litého asfaltu. Na konstrukci č. 2 byla aplikována stříkaná bezešvá hydroizolace ELIMINÁTOR. Nová mostní ložiska jsou kalotová. V současné době probíhá usazování konstrukcí do projektované polohy, osazování a podlévání ložisek a instalace mostních dilatačních závěrů. Vše tak směřuje k tomu, aby se v první polovině listopadu provedly práce na železničním svršku a ve druhé polovině listopadu mohla proběhnout statická a dynamická zatěžovací zkouška mostu, která prověří a potvrdí správnost projekčního návrhu a kvalitu provedení takto ojedinělého mostního díla.
Demontáž původních ocelových konstrukcí proběhne v první polovině roku 2023, stejně jako dokončovací práce spočívající v uvedení přilehlých pozemků a ploch do původního stavu, zřízení nové komunikace nad Děčínským tunelem, dokončení přeložek inženýrských sítí, vybudování nového dětského hřiště a provedení náhradní výsadby zeleně.
Bořivoj Leszko
STRABAG Rail, a. s.
vedoucí provozní jednotky Mosty
ředitel stavby
