TÉMA TOPIC MOST PŘES ŽELEZNIČNÍ TRAŤ V PODĚBRADECH BRIDGE OVER A RAILWAY TRACK IN THE CITY OF PODĚBRADY 1 Petr Souček, Jan Bažil, Petr Jelínek V září 2015 bylo uvedeno do provozu nové přemostění frekventované železniční trati v Poděbradech, které nahrazuje jeden z železničních přejezdů ve městě. Článek uvádí historii přípravy křížení nadjezdem v Poděbradech, popisuje zvolené technické řešení s důrazem na některé zajímavé prvky v návrhu samotné mostní konstrukce a podává základní informace o průběhu výstavby. In September 2015, a new bridge crossing over a busy railway track in Poděbrady was opened for traffic; the bridge replaces one of the level crossings in the town. The article deals with the history of the design progress of flyover crossing in Poděbrady and describes selected technical solution concentrating on some interesting features in the design of the bridge structure, and also provides basic information on the construction progress. Většina nehod na železničních přejezdech je způsobena střety vlaků s pěšími, jen menší část pak střety vlaků a automobilů. Závory na přejezdech nejsou pro pěší velkou překážkou proti vstupu do kolejiště v nejméně vhodný čas. Následky těchto nehod bývají často tragické, k nehodám navíc dochází i mimo přejezdy, kde si pěší krátí cestu přes železniční trať. Ani pro automobily nepředstavuje světelná signalizace nebo závory na úrovňových přejezdech zásadní překážku, příkladem je loňská tragická nehoda ve Studénce. Proto vedení rezortu dopravy prezentovalo záměr postupně náhradit vybrané železniční přejezdy za mimoúrovňová křížení, ať už v podobě nadjezdů či podjezdů. Celkový počet úrovňových přejezdů v ČR se blíží 8 000, a tak při každoročním rušení pouze asi 50 z nich to znamená, že se s kritickými kolizními místy budeme na silnicích ještě dlouho potýkat, a to i na koridorových tratích. V závislosti na poloze a charakteru zástavby v lokalitě je třeba řešit také dopady zřízení nových mimoúrovňových křížení na původní zástavbu z hlediska hlukové zátěže, osvětlení, prašnosti, ale i atraktivity delší trasy pro pěší apod. Nové mimoúrovňové křížení svou atraktivitou přitahuje další silniční dopravu v rámci daného sídla a jeho okolí. Mění se tak směry a intenzita dopravních proudů v lokalitě, což má na přilehlou zástavbu také sekundární dopad. Příkladem nové úspěšné realizace náhrady frekventovaného železničního přejezdu mimoúrovňovým křížením je dokončená stavba s nadjezdem na silnici II. třídy v Poděbradech. 2 NÁVRHY MIMOÚROVŇOVÉHO KŘÍŽENÍ V PODĚBRADECH Lázeňské město Poděbrady je rozděleno silně zatíženou dvoukolejnou železniční tratí. Obě části města byly dosud spojeny čtyřmi úrovňovými železničními přejezdy se závorami a jedním podchodem pro pěší pod nádražím. Zvyšující se intenzita provozu na železniční trati představuje stále větší překážku pro automobilovou i pěší dopravu ve městě a okolí, v dopravních špičkách jsou závory na přejezdech spuštěné v součtu i po více než 40 minut v hodině. Město Poděbrady zahájilo přípravu bezkolizního křížení s tratí na své náklady již v roce 2003. Tehdy byla zpracována vyhledávací studie, jejímž cílem bylo nalézt uvnitř města optimální místo pro mimoúrovňové křížení a připravit koncepci jeho návrhu. Následně pak byly vypracovány tři studie zaměřující se na jednotlivé lokality. Během dvou let byly prověřeny možnosti zřízení mimo- Obr. 1 Most přes železniční trať v Poděbradech Fig. 1 Bridge over a railway track in Poděbrady Obr. 2 Situace stavby Fig. 2 Site plan 3
3a 3c 3b úrovňového křížení ve třech lokalitách, a to celkem v deseti různých trasách, z nichž některé ve variantách s nadjezdem i podjezdem. Pro nejlépe hodnocené varianty v každé ze studií byly vypracovány vizualizace. Ke spolupráci na návrhu podoby mostních konstrukcí v centru města byl přizván architekt Petr Keil. Hlavním záměrem bylo navrhnout celkově štíhle působící konstrukce, a to včetně spodní stavby. Projektant s architektem proto již ve studiích přišli s netradičním konceptem pilířů ve formě štíhlých ocelových stojek. Práce na studiích plně odhalily komplexnost problémů, s kterými se musí projektant při návrhu mimoúrovňových křížení uvnitř zástavby potýkat. Samotný výškový rozdíl, který je třeba překonat, cca 7 až 8 m v případě nadjezdu přes elektrifikovanou železniční trať a cca 5,5 až 6 m v případě podjezdu, naznačuje potřebnou délku celého díla, která se počítá na stovky metrů. Toto dílo je třeba umístit uvnitř stávající zástavby, vyřešit napojení na stávající komunikace, zajistit přístupy k nemovitostem atd. Kratší délka trasy u podjezdu je většinou vykoupena vyššími náklady stavebními i provozními, problémy jsou obvykle zejména s podzemní vodou i se zajištěním bezpečných rozhledových poměrů. VÝVOJ OD PROJEKTU DÚR PO SOUTĚŽ NA ZHOTOVITELE V roce 2005 se zástupci města na základě podrobných podkladů rozhodli, že se další příprava dokumentace pro územní rozhodnutí bude soustředit na nadjezd v lokalitě Koutecké ulice a nadjezd v lokalitě Jiráskovy a Jungmannovy ulice, kde byly úrovňové železniční přejezdy nejvíce zatíženy. Ve variantě Koutecká bylo na jižním předmostí navrženo napojení nadjezdu na stávající komunikace formou okružní křižovatky, která zároveň vyřešila uspořádání stávající problematické čtyřramenné křižovatky. Po dokončení obou dokumentací pro územní rozhodnutí se město z ekonomických důvodů rozhodlo pokračovat dále v přípravě jediné varianty, a to v lokalitě Koutecká. V její prospěch rozhodla lepší majetková situace s pozemky v lokalitě a menší zastavěnost prostoru budoucího staveniště. Územní rozhodnutí bylo získáno v roce 2008. Dokumentace pro stavební povolení byla dokončena v roce 2010, během následujícího roku probíhala majetkoprávní příprava a následně se podařilo získat všechna potřebná stavební povolení. 6 7a 4 BETON technologie konstrukce sanace 4/2016
4 5 Obr. 3 a) Příčný řez, b) podélný řez, c) vizualizace Fig. 3 a) Cross section, b) elevation, c) visualization Obr. 4 Osazené stojky P5 a P6 Fig. 4 Erected steel struts of piers P5 and P6 Obr. 5 Skruž nad zhlavím nádraží v Poděbradech Fig 5 Scaffolding for the bridge main span above the station s switch area Obr. 6 Armování 1. etapy nad pevným pilířem Fig 6 Installation of mild reinforcement in progress above the fixed pier Obr. 7 a) Předpětí a ukládání výztuže 1. etapy, b) čelo nosné konstrukce s kotvami předpětí Fig. 7 a) Prestressing tendons and mild reinforcement of 1st stage, b) superstructure front with prestressing anchors Obr. 8 Betonáž 1. části nosné konstrukce Fig 8 Casting the 1st stage of superstructure Klíčovým aspektem přípravy stavby byla spolupráce se Správou železniční dopravní cesty (SŽDC). Výstavba přemostění s sebou nutně přináší některá omezení provozu na dráze (výluky, zřízení beznapěťových úseků trakčního vedení, zpomalení jízdy, posun nástupních ploch atd.) a představuje zásah do pozemků v obvodu dráhy. Po tragédii ve Studénce v roce 2008, kdy došlo během výstavby mostu k jeho zřícení před právě projíždějící vlak, bylo velmi náročné projednat s příslušnými pracovníky SŽDC podmínky výstavby, zejména umístění provizorních konstrukcí v kolejišti a nad ním. Konstrukce nadjezdu musela splnit konkrétní podmínky tak, aby do budoucna nebránila dalšímu rozvoji nádraží a modernizaci železniční trati. Díky vstřícnosti ze strany SŽDC se podařilo vyřešit všechny problémy. Některé finanční otazníky však zůstávají. Jen provozní platby ve prospěch SŽDC za výluky a pomalé jízdy během výstavby se podle předpokladů kontrolního rozpočtu stavby měly vyšplhat až na téměř 15 mil. Kč. Realita výstavby sice byla nakonec o třetinu nižší, avšak obecně vyvstává otázka, zda tyto vzájemné platby mezi příjemci financí z veřejných zdrojů nelze systémově omezit. V roce 2011 byla zpracována zadávací dokumentace pro výběr zhotovitele stavby a následně byla uzavřena dohoda mezi městem a Středočeským krajem o společné investici, neboť nahrazovaný železniční přejezd v Koutecké ulici je součástí krajské silnice II. třídy. Středočeský kraj byl tak hlavním investorem a vlastníkem budovaného přemostění a díky tomu se podařilo zařadit stavbu mezi stavby spolufinancované z evropských fondů (ROP). Na žádost města byl snížen rozsah městem financovaných částí stavby, přitom bohužel došlo k vypuštění původně uvažovaných schodišť, která mohla části veřejnosti zkrátit cestu přes trať. Původně vypsaná soutěž na zhotovitele stavby byla v roce 2012 po změnách ve vedení kraje pozastavena a následně zrušena. Po zhruba ročním odkladu byla soutěž na zhotovitele vypsána znovu a jejím vítězem se stalo sdružení firem M-Silnice, a. s., a SMP CZ, a. s., za cenu cca 114 mil. Kč bez DPH. Z této částky bylo 96 % financováno Středočeským krajem, zbylá 4 % pak městem Poděbrady. Podíl Středočeského kraje na nákladech stavby byl z 85 % hrazen z prostředků ROP. KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ Trasa přeložky silnice II/329 musí v rovinatém prostředí města překonat výškový rozdíl cca 8 m, aby v dostatečné výšce překročila kolejiště ve zhlaví poděbradského nádraží. Délka přeložky silnice tak i při maximálním podélném sklonu 7 % dosahuje cca 400 m. Kvůli relativní blízkosti zástavby na obou stranách trati musí být trasa vedena přes trať ve 7b 8 5
9 10a výrazném půdorysném oblouku o poloměru 40 m. Nová trasa přes nadjezd nahrazuje původně přímé spojení přes železniční přejezd o délce cca 170 m, lokální prodloužení trasy je tak více než dvojnásobné. Šířka vozovky na mostě je proměnná 7 až 9,8 m, což spolu s oboustrannými 3 m širokými chodníky pro smíšený provoz pěších a cyklistů vede na šířku mostovky až 16 m. Nosná konstrukce mostu je tvořena spojitou deskovou mostovkou z předpjatého betonu o deseti polích a celkové délce cca 214 m. Rozpětí nejdelšího pole přes dráhu je 26,5 m, deska mostovky z betonu C35/45 má konstantní tloušťku 0,9 m, se zaoblením krajní konzolové části v příčném směru z podhledu na šířku 2,1 m. Nosná konstrukce je na železobetonových opěrách uložena kolmo na hrncová ložiska, pilíře mají formu ocelových stojek. Založení mostu je hlubinné na pilotách. Na vnější straně mostu je v celé jeho délce osazena 2 m vysoká protihluková stěna tvarovaná do oblouku s průhlednou výplní. Identický konstrukční prvek je použit i na vnitřní římse v prostoru nad kolejištěm jako ochrana proti dotyku. Použitý motiv oblouku, v celku i detailu, je sjednocujícím prvkem celého návrhu mostu. Navazující zábradlí na vnitřní římse je též obloukové. Na opěrách jsou osazeny hřebenové mostní závěry. Výsledný vzhled stavby dotváří sloupy veřejného osvětlení, opět obloukového tvaru. ZAJÍMAVOSTI NÁVRHU MOSTU Jednoznačně nejzajímavějším rysem mostu je provedení pilířů v podobě sad tenkých ocelových stojek, které nejsou osazeny svisle, ale zdánlivě nahodile v poloze výrazně ukloněné od svislice. Oba pilíře hlavního pole přes trať jsou navrženy ze dvou prostorových trojic stojek (obr. 4), které jsou plně vetknuty Obr. 9 Protihluková stěna na mostě Fig. 9 Noise barrier on the bridge Obr. 10a,b Dokončený most přes železniční trať Fig. 10a,b The bridge over a railway track after completion jak do základů, tak do nosné konstrukce. Tyto pilíře svým rámovým působením zajišťují stabilitu celého mostu. Ostatní pilíře mají podobu trojice navzájem ukloněných stojek tvořících rovinu kolmou na podélnou osu mostu, tyto stojky jsou na obou svých koncích opatřeny klouby. Uspořádání stojek není náhodné, v příčném směru jsou jejich odklony od svislice navrženy tak, aby výslednice osových sil ve stojkách pilíře od stálého zatížení konstrukce byla svislá. Takové uspořádání kloubových stojek je nejen výrazově zajímavé, ale i staticky účelné sada takto ukloněných stojek se chová jako zavětrování a stabilizuje tak konstrukci v příčném směru. Stojky efektivně působí jako pružné příčné vedení mostu, zatímco ve směru tečny k podélné ose mostu sada stojek působí kyvně a umožňuje tak volný podélný posun konstrukce. Toto uspořádání minimalizuje příčné pohyby mostu v místě dilatací, které by při standardním uložení mostu této geometrie a délky byly značné a působily by obtíže jak při návrhu konstrukce mostních závěrů, tak při návrhu dilatací prvků příslušenství mostu, protihlukových stěn a zábradlí. Všechny stojky mostu jsou vyrobeny z trubek 324/25 mm z oceli S355 a jsou vyplněné betonem. Vetknuté stojky hlavních pilířů se betonovaly až po osazení trubek do definitivní polohy na stavbě, zatímco kyvné stojky byly vybetonovány již ve výrobně ocelových konstrukcí tak, aby bylo možné trubky uzavřít přivařením částí horního kloubu. Volný prostor mezi betonem v trubce a uzavíracím plechem horního kloubu byl dodatečně vyinjektován na stavbě. Umístění tenkých ocelových stojek hlavních pilířů blízko průjezdného profilu dráhy přirozeně vyvolává otázky ohledně zajištění bezpečnosti a stability mostu při případném nárazu vozidel drážní dopravy do pilíře. Drážní kodex UIC 777-2 umožňuje navrhnout členěné podpory, pokud je stabilita mostní konstrukce dostatečně zajištěna i při určitém oslabení členěných podpor (při ztrátě poloviny průřezu konstrukce musí vyhovět na stálé a polovinu provozního zatížení, při ztrátě dvou třetin průřezu alespoň na stálé zatížení). Toto řešení je možné při dodržení minimální předepsané vzdálenosti stojek od osy nejbližší koleje a zároveň při vysazení základové konstrukce pilíře na předepsanou výšku nad temeno kolejnice. Technicky zajímavé je i použití plně elektricky izolovaného systému předpětí (třída C). Předpínací kabely o 19 lanech z oceli kvality Y1860 S7-15,7 s velmi nízkou relaxací jsou uloženy v plastových chráničkách průměru 95 mm, zatímco kotvy, spojky klasické, spojky plovoucí i tzv. mrtvé kotvy jsou provedeny v elektricky izolované úpravě. Navíc jsou vybrané kabely, resp. jejich kotvy vybaveny měřicími sondami, které umožňují dlouhodobé monitorování jejich elektroizolačních vlastností. Na mostě jsou provedena opatření proti účinkům bludných proudů ve stupni 5 dle TP 124. POSTUP STAVBY Stavba byla zahájena v květnu 2014. Výstavba nosné konstrukce probíhala na pevné skruži ve třech etapách. Nejprve byla realizována střední část 6 BETON technologie konstrukce sanace 4/2016
10b přes kolejiště spolu se sousedními poli a s přesahem přes první kyvné pilíře. Přes dráhu byla použita skruž z mohutných I-nosníků výšky 800 a 1 000 mm, uložených navzájem až téměř na sraz, v kombinaci s prostorovou skruží v navazujících polích. Následně probíhala výstavba obou krajních částí mostu, kde byla použita systémová skruž Peiner. Hlavní překážkou snahy o dodržení har - monogramu stavby se ukázaly obtíže s přidělováním traťových výluk ze strany SŽDC v potřebném rozsahu a termínech. Zatížení trati bylo zvýšeno kvůli souběžně probíhající stavbě na I. železničním koridoru v úseku Běchovice Úvaly. Např. demontáž skruže přes trať byla v nočních výlukách umožněna až cca půl roku po betonáži 1. etapy. Během celé výstavby byl v oblasti mostu zřízen beznapěťový úsek trakčního vedení, tzv. nulové pole. Stavba byla slavnostně uvedena do provozu dne 30. září 2015. ZÁVĚR Náhrada nebezpečných úrovňových železničních přejezdů mimoúrovňovými kříženími je zejména v intravilánu z hlediska bezpečnosti a plynulosti silničního i železničního provozu velmi žádoucí. Zároveň se však často v konkrétním případě jedná z technického i veřejnoprávního hlediska o velmi náročný komplexní úkol, tím obtížnější, čím je okolní zástavba sevřenější. I v případě nového přemostění v Poděbradech, kde byla v dané lokalitě po obou stranách železniční trati k dispozici alespoň část téměř nezastavěného prostoru, bylo velmi náročné umístit novou trasu o přijatelných parametrech do prostorových limitů území. Ideovému návrhu koncepce mostu byla věnována již v přípravě mimořádná pozornost. Netypický návrh pilířů v podobě ocelových stojek byl veden snahou vizuálně minimalizovat hmotu spodní stavby tak, aby celá mostní konstrukce působila velmi odlehčeně. Prostorové uspořádání stojek zároveň zajišťuje příznivé chování konstrukce i při komplikované geometrii mostu. Zúčastnění věří, že se podařilo navrhnout a zrealizovat velmi zajímavé mostní dílo, které nebude v prostředí lázeňského města dominovat, ale naopak se do něj přirozeně začlení, aniž by zapadlo, a které bude bez nadměrných nároků na údržbu a opravy sloužit ke spokojenosti uživatelů. Na příkladu čerstvě dokončeného přemostění železniční trati v Poděbradech lze dobře ilustrovat postup a délku procesu přípravy a realizace nové, technicky náročné dopravní stavby uvnitř městské zástavby. 12 let od první studie možností mimoúrovňového křížení až po zprovoznění takové stavby je dnes třeba považovat za úspěch. Do tohoto procesu významně zasahují nejen omezení technického charakteru, ale též místní samospráva i další organizace, státní i soukromé, se zájmy v daném místě. Bez aktivního přístupu volených zástupců na místní i krajské úrovni, a to po několik volebních období, by úspěšná příprava a realizace stavby nebyla možná. Stavba nadjezdu přes železnici v Poděbradech získala titul Česká dopravní stavba roku 2015. Investor Středočeský kraj a město Poděbrady Architektonický návrh prof. akad. arch. Petr Keil Projektant Pontex, s. r. o. Zho tovitel sdružení firem M-Silnice, a. s., a SMP CZ, a. s. Systém předpětí Freyssinet CS, a. s. Ing. Petr Souček e-mail: soucek@pontex.cz Pontex, s. r. o. Ing. Jan Bažil e-mail: bazil@pontex.cz Pontex, s. r. o. Petr Jelínek e-mail: jelinek@smp.cz SMP CZ, a. s. 7