Dálniční betonové obloukové mosty: Konstrukce a postupy výstavby

Předmětem tohoto článku je detailní popis obloukových mostů, se zaměřením na dálniční stavby. Součástí jsou informace o návrhu, použitých materiálech, statickém posouzení a postupu výstavby těchto náročných inženýrských děl. Článek vychází z diplomových prací a realizačních dokumentací významných mostních staveb v České republice.

Návrh a statické posouzení obloukových mostů

Dálniční obloukové mosty představují komplexní inženýrské stavby, jejichž návrh vyžaduje precizní statické výpočty a důkladnou analýzu. V případě samokotvených konstrukcí, jako je například most s rozpětím oblouku 60 m a lichoběžníkovou mostovkou z předpjatého betonu, je klíčové zohlednit zatížení pomocí specializovaného softwaru. Součástí je i časová analýza fází výstavby, která umožňuje simulovat chování konstrukce v průběhu celého procesu.

Nosná konstrukce je posouzena na mezní stav únosnosti a použitelnosti. Statické posouzení se provádí ručním výpočtem dle normy ČSN EN 1992-2, která stanovuje požadavky na navrhování betonových konstrukcí.

Most SO 201 na D55: Příklad unikátního technického řešení

Investorem stavby „D55, 5506 Napajedla - Babice, 1. stavba Most SO 201 a související objekty“ je Ředitelství silnic a dálnic, Správa Zlín. Zhotovitelem je sdružení firem, kde společnost FIRESTA-Fišer, rekonstrukce, stavby realizuje most jako vedoucí člen sdružení. Realizační dokumentaci stavby zpracovala firma F-PROJEKT DOPRAVNÍ STAVBY. Autorský dozor projektanta i Technický dozor stavebníka provádí společnost Dopravoprojekt Brno a.s. Most je unikátní hned v několika směrech.

Vyniká netradičním technickým řešením jedné nosné ocelové konstrukce v celé šířce dálnice, pro oba jízdní směry. Rozpětí bylo zvoleno s ohledem na nebezpečí povodní na řece Moravě v této lokalitě, kde hladina může velmi rychle stoupnout až o čtyři metry. To bylo hlavním důvodem vymístění pilířů z vodního koryta. Dalším důvodem bylo zachování volného prostoru pod mostem pro lodní dopravy. Rozpětím 115 m je druhým největším na Moravě. Oblouk má vzepětí až 21 metrů.

Čtěte také: Vlastnosti a vzhled betonových pražců

Popis mostu SO 201

• Most je jednopolový a je tvořen hlavním ocelovým trámem vyztuženým obloukem tzv. Langerův trám.
• Nosná konstrukce je společná pro oba směry, oblouk je umístěn ve středním dělícím pásu.
• Průřez oblouku je plnostěnný komorový o velikosti 2,6×2,6 m propojený sedmnácti dvojicemi svislých systémových táhel s trámem.
• Trám tvoří táhlo oblouku a je navržen jako čtyřstěnná ocelová komora spřažená s tenkou železobetonovou deskou.
• Vnitřní (svislé) stěny komory jsou umístěny pod středním obloukem a přenášejí do oblouku zatížení přes svislé závěsy.
• Velkou šířku železobetonové desky vynášejí plnostěnné příčníky vně komory v místě závěsů.
• Ocelová kostra mostovky je doplněna podružnými podélnými nosníky rovnoběžnými s komorovým trámem.
• Nosný podklad vozovky tvoří železobetonová spřažená deska mostovky konstantní tloušťky 300 mm podepřená ocelovou konstrukcí o šířce 31,2 m.
• Nosná konstrukce mostu je uložena prostřednictvím šesti kalotových ložisek na železobetonových opěrách.
• Masivní železobetonové opěry jsou navrženy tak, aby přenášely veškeré vertikální i horizontální zatížení od nosné konstrukce mostu.
• Opěry a křídla jsou navrženy v půdorysném tvaru širokého U a jsou vetknuty do obdélníkové základové desky tloušťky až 1,60 m.
• Obě opěry jsou společné pro oba směrové pásy komunikace.
• Dřík opěry má šířku 3,40 m ve střední části pod ložisky a zmenšenou tloušťku 1,25 m na okrajích opěr.
• Opěry mají délku 31,20 m, z toho rozšířené předsazené části pro ložiska mají délku 15,40 m.
• Křídla jsou rovnoběžná a sledují průběh komunikace ve směrovém oblouku.

Postup výstavby mostu SO 201

V místě budoucích opěr byla provedená skrývka ornice. Výkop u OP2 byl zajištěn štětovou stěnou a u OP1 byl proveden v otevřených svahových jámách. Vzhledem k vysoké hladině podzemní vody byly provedeny jímky pro čerpání vody.

Piloty o průměru 1200 mm byly provedeny u OP2 s hluchým vrtáním v délce 2,0 m. Piloty jsou 17 m dlouhé a pata je vetknuta do hornin R5-R4. Celkem bylo provedeno na založení opěr a křídel 95 ks pilot s množstvím betonu cca 1800 m3.

Následně byly postupně provedeny základy a dříky opěr. Celková výška opěr a základu je úctyhodných 11,5 m a bylo spotřebováno cca 3300 m3 betonu na obě opěry. Výstavba ocelové části trámu probíhala v předpolí OP2 na montážním roštu. Montážní rošt byl zhotoven na celou šířku ocelové konstrukce. Součástí roštu byly výsuvné dráhy, po kterých probíhal podélný výsun konstrukce. Délka roštu byla cca 65 m.

Při této technologii bylo nezbytné zkoordinovat průběh vrstvení násypu dálniční komunikace tak, aby násyp D55 za mostem, tedy za opěrou OP2, byl pro montáž a výsun hotový do výše úložného prahu. Pro poslední výsun mostu pak i před mostem, tedy za opěrou OP1, pro zajištění stability opěry a možnou demontáž konstrukce krakorce, která při výsunu ocelový trám mostu naváděla na provizorní i definitivní podpory. Během budování násypů komunikace D55 je prováděn monitoring klesání a dotvarování podloží násypů za pomocí inklinometrů. Vzhledem k nebezpečí nerovnoměrného sedání v příčném a podélném směru nově budovaného náspu během konsolidace vrstveného násypu a vlivem postupného přitěžování dílci ocelové konstrukce před svařením byl montážní rošt založen na pilotách tak, aby deformace montážní plošiny a výsuvné dráhy neohrozila montáž ocelové konstrukce.

Výroba nosné ocelové konstrukce

Výroba nosné ocelové konstrukce probíhala v mostárně společnosti Firesta v Brně. Pro výrobu nosné konstrukce byly použity plechy jakosti S460NL, S355NL, S355K2+N, S355J2+N, S355J2C+N s atestem kontroly 3.2. Výrobce plechů byly společnosti Vítkovice Steel a.s. a Makstil. Táhla průměru 100, 90 a 85 mm jakosti S460NL, výrobce táhel společnost Macalloy. Celkem bylo vyrobeno cca 1800 tun ocelových konstrukcí.

Čtěte také: Vlastnosti překladů RZP

Vyráběna byla nejdříve mostovková část. V příčném řezu byla konstrukce rozdělena na 9 základních dílců. Dílenské přejímky probíhaly v sestavě truhlíkové části, v podélném směru po dvojicích či trojicích dílců. S ohledem na vysoké množství prvků a velké množství svarů se jednalo z hlediska nutné pracnosti na výrobu o poměrně náročnou zakázku. Nejtěžší dílce mostovkové části vážily cca 67 tun. Na dokončení výroby mostovkových dílců a zárodků oblouku navazovala výroba obloukových dílců. Obloukových a zárodkových dílců bylo celkem 8 ks, nejtěžší dílce obloukové části měly hmotnost cca 81 tun. Obloukové dílce mají v příčném řezu rozměr cca 2,6 × 2,6 m a jsou koncipovány jako průchozí (včetně žebříkových stupadel uvnitř oblouku).

Podélný výsun a montáž oblouku

Pro podélný výsun byly zbudované 4 montážní bárky: dvě provizorní bárky v korytě Moravy a dvě provizorní bárky před lícem opěr. Provizorní bárky v řece Moravě byly postaveny ve štětových jímkách, které jsou dimenzovány na Q100. Na odlehlém konci trámu mostovky byl osazen výsuvný krakorec. Následně proběhl podélný výsun v postupných fázích. Po dokončení výsunu byla spuštěna konstrukce do definitivní polohy. Spuštění bylo prováděno synchronně na všech podporách. Po spuštění OK mostovky byla na opěrách ke konstrukci připojena ložiska, která byla následně podlita. Proběhlo osazení montážních věží pro dílce oblouku. Montáž dílců oblouku byla provedena blokově pomocí mobilních jeřábů.

V dalších fázích výstavby proběhne montáž závěsů. Montážní podpěry v řece budou deaktivovány a následně budou deaktivovány věže pro montáž oblouku (v táhlech nesmí dojít k tlaku). Dalším krokem je provedení bednění pro mostovku. Proběhne betonáž železobetonové desky ve třech taktech.

Mosty na dálnici D3: Rozmanitost obloukových konstrukcí

Na jaře roku 2019 byla zahájena výstavba nové části dálnice D3, konkrétně úsek 0310/II mezi Hodějovicemi a Třebonínem, trasa je v severojižním směru Praha - Benešov - Tábor - České Budějovice - Dolní Dvořiště, s návazností na budoucí rakouskou vysokokapacitní silnici S10. Dálnice D3-0310/II je navržena v šířkové kategorii D 27,5/120 délky 12,536 km, na trase je navrženo celkem 23 mostních objektů se součtovou délkou nosných konstrukcí 1,895 km. Zhotovitelem stavby D3 0310/II Hodějovice - Třebonín je sdružení JV Salini Impregilo / Doprastav. Generálním projektantem a koordinátorem realizační dokumentace pro D3 0310/II je společnost SUDOP EU a.s., mostní objekty jsou zpracovávány projekčními kancelářemi SUDOP EU a.s.; VALBEK, spol. s r. o.; SAGASTA s.r. o. a INFRAPROJEKT, s. r. o. Na tomto úseku se nachází několik typů obloukových mostních konstrukcí, každý s unikátním účelem a parametry.

Příklady obloukových mostů na D3

• Most pro převedení trasy dálnice D3 přes přeložku polní cesty a vodoteče s částečnou funkcí biokoridoru: Mostní objekt je navržen jako přesypaná železobetonová monolitická oblouková konstrukce o jednom poli. Rozpětí oblouku je 23,65 m a vzepětí 8,3 m, oblouk je ve vrcholu tloušťky 0,60 m, ve vetknutí do základových patek 1,25 m.
• Most pro převedení dálnice D3 přes silnici III/15534: Mostní objekt je navržen jako přesypaná železobetonová monolitická oblouková konstrukce o jednom poli. Rozpětí oblouku je 14,933 m, vzepětí 7,525 m, oblouk ve vrcholu je tloušťky 0,45 m s náběhem v místě vetknutí do základu na tloušťku 0,6 m.
• Most pro převedení biokoridoru a lesní cesty přes dálnici D3: Mostní objekt je navržen jako přesypaná železobetonová monolitická oblouková konstrukce o jednom poli. Rozpětí oblouku je 37,35 m a vzepětí 10,475 m, oblouk je ve vrcholu tloušťky 0,70 m a ve vetknutí do základových patek 1,456 m.

Mostní objekty na D3 se v současné době nachází v různých stádiích rozestavěnosti. Dle harmonogramu stavby a plánovaných výluk dráhy jsou v době konání sympozia MOSTY 2021 zprovozněny mosty na přeložce železniční trati České Velenice - Budějovice a Dálniční most přes Železniční trať. Na ostatních objektech probíhá konsolidace podloží v místě opěr, případně pro založení některých přesypaných rámů, dále realizaci pilotového založení, budování spodní stavby a výstavby nosných konstrukcí po provádění dokončovacích prací.

Čtěte také: Obrubník 100x20x5 cm

tags: #dalnicni #betonovy #obloukovy #most #podelny #rez

Oblíbené příspěvky:

• Práce: Řidič kamionu na dřevo
• Nízkoenergetické bydlení v Pečkách
• Specifika tmelu pro elektro zařízení
• Přehled nabídek cihel k odvozu
• Jak opravit vrzání a prohýbání plovoucí podlahy