M OSTY NA MIMOÚROVŇOVÉM PROPOJ E N Í SILNICE II/468

Transkript

1 M OSTY NA MIMOÚROVŇOVÉM PROPOJ E N Í SILNICE II/468 A PRŮMYSLOVÉ ZÓNY V T Ř I N C I-BALINÁCH B R I D G E S ON THE GRADE- SEPARATED CONNECTION OF THE ROAD I I/468 AND THE INDUSTRY AREA I N T Ř I N E C- BALINY M AREK FOGLAR, PAVEL FISCHER Článek popisuje mosty nové brány do Třince v oblasti průmyslové zóny Baliny. Dva 73,5 m dlouhé síťové oblouky a přilehlé rampy jsou spojeny v jeden statický a dilatační celek. Popis konstrukce je dokreslen obrázky z výstavby. This paper presents bridges of the new gate to the town Třinec at the industry area Baliny. The connection of two 73,5m long network arches and adjacent ramps into one dilatation and static system is presented and illustrated by photos from the construction. SO 702 PROTIHLUKOVA STENA NA SO 102 A SO 103 CESKY TESIN Článek popisuje mosty na mimoúrovňovém propojení silnice II/468 a průmyslové zóny v Třinci-Balinách, které má za úkol odstranit úrovňové křížení dvoukolejné trati ČD a celkem tří železničních vleček při odbočení ze silnice II/468 do průmyslové zóny v Třinci-Balinách a dále do areálu Třineckých železáren, a. s. Investor požadoval vytvoření reprezentativní vstupní brány do města Třinec. Specifika stavby si vynutila návrh dvou síťových oblouků o rozpětí 73,5 m s velmi stlačenou konstrukční výškou betonové mostovky, jež spolu s na ně kolmo navazujícími rampami tvoří jeden dilatační a statický celek. Úskalí a okrajové podmínky realizace jsou konfrontovány s realizovanou konstrukcí. P OPIS NÍCH OBJEKTŮ SO 102 MUK TRINEC II/468 SO 202 PRES SILNICI II/468 SO 103 UPRAVA STAVAJICI SILNICE II/468 SO 702 PROTIHLUKOVA STENA NA SO 102 A SO 103 SO 201 Most přes železniční trať Pro přemostění rozpětí 73,5 m a převedení čtyřpruhové komunikace při stlačené stavební výšce byl navržen obloukový most s dolní mostovkou. Hlavní nosnou částí jsou dva oblouky, z celosvařovaného uzavřeného ocelového průřezu rozměrů 1150 x 650 mm z oceli S355NL. Mezi oblouky není žádné vodorovné ztužení. Betonová mostovka o celkové šířce 22,5 m vylehčená příčnými žebry je podélně i příčně předpjatá. Jejím hlavním nosným prvkem je předpjaté táhlo šířky 2 m vedené v ose oblouku, které je předpjaté čtyřmi 27lanovými předpinacími kabely, doplněné podélným žebrem šířky 500 mm a výšky 750 mm s jedním 27lanovým předpínacím kabelem a příčná žebra, každé o šířce 550 mm s proměnnou výškou od 550 do 750 mm, se dvěma předpínacími kabely. Mezi příčnými žebry je osová vzdálenost 2 m. Mostovka je navržena z betonu C35/45- XF2, tloušťky 225 mm. V osách uložení oblouku jsou navrženy masivní ocelobetonové koncové příčníky. Stavební výška je cca 800 mm. Spojení ocelového oblouku a betonové mostovky zajišťuje třicet šest ocelových závěsů tyčového průřezu 60 mm z oceli S460N. Geometrie závěsů je navržena v síťovém uspořádání. Z vnější strany oblouků jsou navrženy dva chodníky šířky 0,75 a 1,5 m. Vozovka má střechovitý příčný sklon, stejně jako mostovka. Most je na straně průmyslové zóny ukončen masivní železobetonovou opěrou, na druhé straně dvěma železobetonovými pilíři v těsné blízkosti koridorové tratě. Založení mostu je hlubinné na velkoprůměrových pilotách mm. 1 OPERNA ZED SO 207 NA RAMPE 4 PROTIHLUKOVA STENA PODEL ZELEZNICNI TRATI SO 204 NA RAMPE 4 SO 102 MUK TRINEC TRINECKE ZELEZARNY KERN s r.o. KERN s r.o. SO 203 SO 201 NA RAMPE 3 PRES ZELEZNICNI TRAT SO 206 OPERNA ZED SO 205 NA MIMOUROVNOVEM PRIPOJENÍ MIMOUROVNOVE PRO- SO 101 POJENI SIL. II/468 A PRUMYSLOVE ZONY TRINEC OPERNA ZED NA RAMPE 3 SO 202 Most přes silnici II/468 Oblouková část mostu SO 202, konstrukčně řešená obdobně jako SO 201, převádí dvoupruhovou komunikaci přes silnici II/468. Průřezy hlavních nosných částí mostu odpovídají menší šířce mostu, uzavřený ocelový průřez oblouku má rozměr 950 x 650 mm a je vyroben z oceli S355NL. Šířka podélného táhla mostovky je cca 1,6 m, střední výška cca 900 mm. Předpětí táhla tvoří tři 27lanové kabely. Příčná žebra jsou podobného uspořádání jako na SO 201, ale bez podélného žebra. Mostovka je navržena z betonu C35/45- XF2, tloušťky 225 mm. Průměr závěsů je 52 mm při zachování stejného uspořádá- 28

2 Obr. 1 Situace mimoúrovňového propojení silnice II/468 a průmyslové zóny v Třinci-Balinách Fig.1 Situation of the Grade-separated connection of the road II/468 and Industry area in Třinec-Baliny Obr. 2 Vzorové příčné řezy mostních objektů Fig. 2 Typical cross sections Obr. 3 Podélný řez hlavní trasou Fig. 3 Longitudinal section of the arch bridges ní a materiálu jako v případě SO 201. Dva vnější chodníky šířky 0,75 m jsou určeny pouze pro služební účely. Založení mostu je hlubinné na velkoprůměrových pilotách mm. Součástí objektu SO 202 je desková konstrukce tloušťky min. 0,75 m, tzv. srdcovka, tvořící rozplet vnějších dopravních pruhů SO 201 směrem do ramp. V ní se sbíhá podélné předpětí ramp s průběžnou částí předpětí obloukových mostů, doplněné jejím příčným předpětím. Srdcovka tvoří technicky nejnáročnější část celého soumostí a spojuje všechny mostní objekty v konstrukční a dilatační celek. SO 203 Most na rampě 3 a SO 204 Most na rampě 4 Rampa SO 203 umožňuje odbočení jednoho dopravního pruhu z SO 201 směrem do Třince, zatímco rampa SO 204 přivádí jeden dopravní pruh od Českého Těšína na mostní objekt SO 201. Rampy jsou půdorysně i výškově vedeny tak, aby plynule převedly dopravu z mostu, resp. na most SO 201. Obě rampy jsou řešeny jako spojitá deska stavební výšky cca 800 mm o třech resp. čtyřech polích, z betonu C35/45-XF2, předpjatá sedmi 19lanovými kabely. Obě rampy přecházejí do srdcovky SO 202. Založení pilířů ramp je hlubinné na velkoprůměrových pilotách mm. Na plošně založené opěry ramp navazují opěrné zdi SO 206 a SO 207. Z PŮSOB VÝSTAVBY Ů A JEHO DOPADY NA JEJICH PROJEKT Stěžejní část stavby byla realizovaná v roce 2008 a je logickým navázáním na nedávno zprůjezdněný obchvat Českého Těšína, po kterém směřuje většina nákladní dopravy do třinecké průmyslové zóny. Hlavní část stavby je tvořena mostními objekty SO 201, SO 202 a přilehlými mosty na rampách SO 203 a SO 204. Základními předpoklady pro zahájení realizace mostních objektů bylo přeložení všech inženýrských sítí, které kolidovaly se založením mostů, zhotovení nulového pole, snížení trolejového vedení na železniční trati Český Těšín-Třinec ve zhruba stometrovém úseku u mostu SO 201 a rozsáhlé sanace podloží v místě bývalého rybníka u mostu SO 202. Výstavba obou mostních objektů SO 201 a 202 probíhala s časovým posunem cca tři týdny. Založení mostních objektů bylo na základě inženýrsko-geologického průzkumu navrženo jako hlubinné a provedeno na vrtaných pilotách, mm, délky 10 až 13 m s vetknutím min. 6 m do prachovců, vrtaných z násypového tělesa i rostlého terénu. Na rostlém terénu probíhalo zhotovení pilot s hluchým vrtáním do betonových šablon. Následně byly provedeny železobetonové základy opěr a podpěr. Pro realizaci základů podpěr mostu SO 201 bylo nutné vybudovat štětovnicové jímky z důvodu těsné blízkosti tělesa železniční tratě a stávající komunikace z průmyslové zóny a Třineckých železáren. Na základech čtvercového tvaru byly zhotoveny pilíře osmiúhelníkového průřezu. Na základech zasahujících také pod obě mostní křídla byly zhotoveny železobetonové opěry s vynechanými závěrnými zídkami a horními částmi mostních křídel z důvodu kolize těchto částí opěr s předpínáním nosné konstrukce. Pro následující fáze stavby byla vybudována podpěrná skruž tvořená kombinací různých podpěrných systémů. Na SO 201 byly použity zejména stojky MTP100 s nosníky I500 pro přemostění tří kolejí vlečky Třineckých železáren a dvoukolejné elektrifikované železniční tratě ČD, které se provádělo v nočních dvouhodinových výlukách. Na SO 202 a propojení obou mostů v tzv. srdcovce bylo navrženo rámové lešení PERI-UP s nosníky GT24 a HEB260, stojky MTP100 a Peiner P35 s nosníky I500 a MJD v místě přemostění silnice II/468. Založení podpěrné skruže bylo plošné na panelové rovnanině s výjimkou dvou podpěrných bárek na SO 202, u kterých bylo nutné provést v místech bývalého rybníka s málo únosným podložím základové pasy založené na vrtaných pilotách 620 mm, délky 6 až 7 m. Na sestavené podpěrné skruži bylo pomocí dřevěných ramenátů z hranolků 100/50 mm a laťovky DOKA postaveno bednění tvaru betonových mostovek. Složitost, naprostá přesnost tvarů a množství jednotlivých částí bednění si vynutily jejich přípravu přímo na stavbě v mobil- 29

3 4 5 6 Obr. 4 Bednění příčných žeber mostovky Fig. 4 Formwork of the lateral ribs of the bridge deck of SO 201 Obr. 5 Uspořádání přepínací výztuže srdcovky Fig. 5 Pre-stressing reinforcement of the interchange part of SO 202 Obr. 6 Sestavování oblouku nosné konstrukce Fig. 6 Assembling the arches of SO 202 Obr. 7 Pohled na SO 201 od trati ČD Fig. 7 View of SO 201 from the railway track Obr. 8 Pohled na SO 202 a SO 203 od trati ČD Fig. 8 View of SO 202 and SO 203 from the railway track Obr. 9 Podhled SO 201 Fig. 9 Soffit of SO 201 Obr. 10 Podhled rozpletu SO 202 Fig. 10 Soffit of the interchange part of SO

4 9 10 ní stolařské dílně (obr. 4). Do vybedněných mostovek byla současně ukládána armatura a osazována ocelová táhla se zárodky závěsů a zárodky oblouků s příčníky. Ke svařeným ocelovým příčníkům byla připojena hrncová ložiska, která byla po přesném ustavení příčníků na opěrách a pilířích podlita. Změny funkce ložisek v jednotlivých fázích výstavby jsou popsány dále. Instalace kabelů podélného a příčného předpětí probíhala podle schémat vypracovaných projektantem. Postup předpínání je popsán dále (obr. 15 a 16). Betonáže nosných konstrukcí obou mostů probíhaly kontinuálně od opěr k podpěrám včetně podélných krajních trámů tvořících obruby a zároveň vymezujících vozovku mostů. Osazování ocelových oblouků nosné konstrukce blokovou montáži bylo zahájeno po příčném předpětí mostovek. Každý oblouk byl sestavován a následně svařován z pěti dílů fixovaných na podpěrných montážních bárkách, umístěných na betonových mostovkách, stále podepřených podpěrnou skruží (obr. 6). Po montáži ocelových oblouků a odstranění montážních bárek byly na pevné skruži, stále stojící pod mostovkami, dobetonovány značně vyložené a subtilní konzoly ukončené lícním prefabrikátem, které tvoří rozšíření mostních chodníků. Následně byla spojena betonová deska s obloukem pomocí závěsů Macalloy. Závěsy, předem opatřené tenzometry, byly ihned po spojení na obou koncích čepem se závěsnými plechy aktivovány a zapojeny do měřící soustavy. Bylo zahájeno pravidelné sledování sil v závěsech společně s měřením geometrického tvaru betonové mostovky. Na izolaci vozovkové části mostovky, provedené natavovacími izolačními pásy na pečetící vrstvu, byla dle vzorového detailu navázána pochůzná polyuretanová izolace chodníků s přetažením na všechny ocelové části příslušenství mostů. Po dokončení celkového předepnutí mostovek bylo přistoupeno k dobetonování závěrných zídek, křídel opěr a osazení dilatací. V zimních měsících roku 2009 byla demontována celá podpěrná skruž a rozpracovány úpravy pod mosty. Na jaře 2009 byly dokončeny izolace, živičné vrstvy, příslušenství, protikorozní ochrana, dlažby a terénní úpravy pod mosty. Dilatační uspořádání mostů Způsobu výstavby musel odpovídat i navržený způsob uspořádání ložisek. Zatímco v první fázi výstavby stály oba obloukové mosty samostatně, v definitivním stavu působí spolu se srdcovkou a rampami jako jeden statický a dilatační celek. Z těchto důvodů musela ložiska na pilířích u srdcovky umožnit jejich dočasné zafixování v podélném (v případě jednoho ložiska i příčném) směru (obr. 11 a 12). V definitivním stavu se konstrukce chová jako jeden statický a dilatační celek. Ložiska na pilířích u srdcovky jsou všesměrně posuvná, na soumostí není jediné pevné ložisko (obr. 12). Dilatační střed konstrukce se nachází v místě křížení osy obloukových mostů a os ramp v místě křížení spojnic os příčně pevných ložisek (obr. 13). RSTAB Program pro výpočet rovinných i prostorových prutových konstrukcí Demoverze zdarma ke stažení Řada přídavných modulů Rozsáhlá knihovna profilů Snadné intuitivní ovládání zákazníků ve světě Nová verze v českém jazyce Zákaznické služby v Praze Ing. Software Dlubal s.r.o. Anglická 28, Praha 2 Tel.: Ing. Software Fax: Dlubal info@dlubal.cz RFEM Program pro výpočet konstrukcí metodou konečných prvků Navrhování podle nových evropských norem Statika, která Vás bude bavit... 31

5 SO 201 SO 202 SO 203 SO 204 SO 201 SO 202 SO 203 SO Obr. 11 Uspořádání ložisek v první fázi výstavby Fig. 11 Arrangement of the bearings in the 1 st phase of construction Obr. 12 Uspořádání ložisek v definitivním stavu Fig. 12 Final arrangement of bearings Obr. 13 Dilatační chování konstrukce v definitivním stavu Fig. 13 Dilatation behaviour of the entire structure Obr. 14 Soumostí před betonáží srdcovky SO 202 a ramp SO 203 a SO 204 Fig. 14 The bridges before casting the interchange part of SO 202, SO 203 and SO 204 Obr. 15 Kabely napnuté v první fázi výstavby Fig. 15 The 1 st phase of pre-stressing Obr. 16 Kabely napnuté v druhé fázi výstavby Fig. 16 The 2 nd phase of pre-stressing Obr. 17 Příklad odchylek sil v závěsech levého oblouku SO 201 od projektových hodnot Fig. 17 Deviations of calculated and measured values of axial forces in the hangers of SO

6 15 16 Vedení předpínací výztuže Návrh vedení přepínací výztuže musel respektovat způsob výstavby mostů a výsledné statické a dilatační chování soustavy mostních objektů. V první fázi výstavby byly předepnuty kabely příčného předpětí obou obloukových mostů a první skupina kabelů podélného předpětí obloukových mostů (obr. 15). V druhé fázi výstavby následovala druhá skupina kabelů podélného předpětí obloukových mostů a příčné předpětí srdcovky. V těsném závěsu následovalo podélné předpětí ramp z jejich konců, kotvené do příčníku v srdcovce. Tímto byla konstrukce spojena v jeden statický celek (obr. 16). Sledování sil v závěsech obloukových mostů během výstavby Vzhledem k okrajovým podmínkám celé stavby a specifikům výstavby obloukových mostů bylo rozhodnuto o sledování sil v závěsech obloukových mostů v jednotlivých fázích výstavby celého soumostí. Celkem bylo osazeno 2 x 2 x 36, tedy 144 tenzometrů, po jednom kusu na každý závěs obou obloukových mostů. Postup osazování a napínání závěsů byl vzhledem k vzájemnému ovlivnění při na - pínání přesně definován. Měření sil v závěsech bylo podle jednotlivých fází výstavby předepsáno v projektu následovně: měření po osazení a aktivaci všech závěsů měření po předepnutí první skupiny kabelů podélného předpětí měření po spuštění skruže obloukových mostů měření po předepnutí druhé skupiny kabelů podélného předpětí 17 měření po spuštění skruže srdcovky a ramp měření po provedení vozovek měření během zatěžovací zkoušky Měření byla průběžně vyhodnocována, úpravy sil v závěsech byly prováděny až po dokončení vozovek obloukových mostů. Příklad odchylek sil v závěsech levého oblouku SO 201 od projektových hodnot před a po závěrečných úpravách sil je uveden na obr. 17. Je patrná velká shoda mezi projektem a měřeními, které bylo dosahováno ve všech fázích montáže závěsů a výstavby mostů. Síly byly upravovány tak, aby bylo dosaženo optimálního rozložení rezerv ve využití závěsů vzhledem k jejich umístění a namáhání od stálého a pohyblivého zatížení. Z ÁVĚR Společně se podařilo realizovat technicky velmi náročné dílo, které bude dobře sloužit svému účelu a tvořit reprezentativní vstupní bránu do města Třinec. Při řešení tohoto projektu byly částečně využity výstupy z řešení Výzkumného záměru Stavební fakulty ČVUT MSM a 103/08/1677 GA ČR. Zúčastnění Objednatel stavby SSMSK, p. o. Projektant Mott MacDonald Praha, s. r. o. Zhotovitel Sdružení Baliny 2007 Vedoucí člen sdružení ODS-Dopravní stavby Ostrava, a. s. Ing. Marek Foglar, Ph.D. Mott MacDonald Praha, spol. s r. o. Národní 15, Praha 1 tel.: marek.foglar@fsv.cvut.cz Ing. Pavel Fischer ODS-Dopravní stavby Ostrava, a. s. Starobělská 56, Ostrava-Zábřeh tel.: pavel.fischer@ods-dso.cz 33