DÁLNIČNÍ MOST V INUNDAČNÍM ÚZEMÍ LUŽNICE NA D3 Ing. Tomáš Landa PRAGOPROJEKT, a.s. Ing. Lukáš Klačer SMP CZ a.s. Ing. Pavel Poláček SMP CZ a.s. Bridge over River Lužnice Veselí nad Lužnicí The highway bridge over river Lužnice near Veselí nad Lužnicí is 1056m long. The bridge is designed as 2 separate single boxes made of prestressed concrete. It is divided to 4 pieces. It has 22 spans maximal length 65m. It has many impediments to cross over like gas pipes, optical cables, railway, road, river Lužnice and floodland. The bridge is built on steel below support mostly with moving formwork. 1. ÚVODEM Dálniční most v inundačním území Lužnice představuje nejvýznamnější mostní objekt na stavbě 0308 Soběslav-Veselí nad Lužnicí dálnice D3. Úsek 0308, navržený v kategorii D27,5/120, je v současnosti poslední realizovanou stavbou D3 ve směru na České Budějovice. Trasa dálnice zde prochází mírně zvlněným terénem v nadmořské výšce cca 410 440 m n. m. v blízkosti řeky Lužnice. Povrch tvoří z větší části zemědělsky obhospodařovaná pole a louky, částečně les. Obr. 1) Podélné schéma pravého mostu Dálnice na 101 až 102 km trasy (místopisně za odbočkou na Jindřichův Hradec) překračuje stávající komunikaci I/3, trať ČD, soustavu vysokotlakých plynovodů, obslužných vedení, řeku Lužnici se slepým ramenem a širokou inundaci mostní estakádou o délce přes 1km.
2. VŠEOBECNÉ ÚDAJE Objekt je tvořen dvojicí souběžných nezávislých mostních konstrukcí z monolitického předpjatého betonu. Vzhledem k rozměrům přemosťovaného území a z toho plynoucí délky mostu byla konstrukce rozdělena na dva dilatační celky stýkající se na tzv. přechodovém pilíři 10P a 11L. Toto řešení bylo zvoleno v DSP z důvodů technických i technologických a zůstalo zachováno i v RDS. Rozpětí polí značně kolísá, neboť bylo nutné při návrhu respektovat stávající vedení a koridory. Pole jsou navržena většinou jako krátká s délkou typicky 48,0m anebo jako dlouhá délky 65,0m. Celkově má levý most 22 polí, pravý most pak 21 polí o rozpětí 30 až 65m. Celková délka estakády činí 1056m. Trasa je v místě objektu vedena půdorysně v přechodnici a přímé, výškově v zakružovacím oblouku a přímé. Příčný sklon vozovky se v úseku mostu mění z jednostranného na oboustranný střechovitý, toho je docíleno natáčením příčného řezu jako celku kolem nivelety. Obr. 2) Příčný řez 3. ZAKLÁDÁNÍ A SPODNÍ STAVBA 3.1 Geologické poměry V oblasti mostu jsou rozlišitelné 3 prvky geologické stavby: - krystalinikum charakteru pararul, ubíhá dolů směrem na České Budějovice - neogenní sedimenty charakteru jílovitých písků, jílů a jílovců - kvartérní fluviální sedimenty tvořící výplň vlastního údolí Lužnice
Vzhledem k rozličnosti podloží je část objektu založena plošně, ostatní pak hlubinně. 3.2 Založení pražských opěr Založení obou opěr je plošné, neboť skalní podloží vystupuje v těchto místech k povrchu. Byl proveden rychlý a úsporný způsob založení po odhumusení byla vybagrována hustá řada drážek hloubky cca 2,50m až na únosné podloží a vyplněna prostým betonem. 3.3 Hlubinné založení zbývající části mostu Mostní pilíře jsou založeny na vrtaných pilotách profilu 1,20m a základových patkách tloušťky 1,70 nebo 2,00m s povrchem zhruba na úrovni stávajícího terénu. Délky i počet pilot se zvětšují ve směru od pražských opěr, což je dáno klesajícím horizontem zvětralých pararul a neúnosnou výplní, o problematické kvalitě podloží svědčí např. podmínka omezující délku vrtu, citováno z technické zprávy: Délka piloty 22,0m, minimální délka vetknutí paty 4,0m do pevných jílů s Ic >= 1,0. Budějovické opěry jsou navrženy jako přesypané, jsou založeny rovněž hlubině vrtanými pilotami z úrovně terénu a tloušťka přesypávky je překonána čtveřicí stěn, na kterých jsou osazeny úložné prahy. Stěny jsou obaleny geotextilií, aby opěry nebyly ovlivněny sedajícím násypem. Pod přechodovou oblastí budějovické opěry bylo nutné instalovat soustavu vertikálních geodrénů délky 21m, aby se urychlila konsolidace podloží a byly splněny přísné požadavky na sednutí násypu ve vymezeném časovém období. 3.4 Spodní stavba Pražské opěry jsou masivní, budějovické tvoří úložný práh nesený čtveřicí stěn. Všechny opěry mají vetknutá křídla, mezi pražskými opěrami je navíc samostatná opěrná zeď. Pilíře z betonu C30/37 a výšky do cca 11,0m vychází vzhledem k výšce mostu nad terénem poměrně široké, protože musí převzít reakci z ložisek s roztečí 5,08m. Ve své spodní části mají konstantní průřez cca 2,0x4,3m, na posledních 5ti m výšky se rozšiřují až na konečných 2,0x6,8m. Zhlaví pilířů je upraveno pro možnost zvedání komory pomocí lisů. Z estetického důvodu je v pohledově širší části pilíře provedena nika. 4. NOSNÁ KONSTRUKCE 4.1 Příčný řez Nosnou konstrukci každého mostu tvoří komorový spojitý nosník z betonu C35/45. Výška komory činí typicky 2,40m, u dlouhých polí mostu 2 se zvyšuje parabolickým náběhem až na 3,70m. Celková šířka nosné konstrukce mostovky je 14,40m. Stěny ve sklonu 2,9:1 mají tloušťku 500mm, v oblasti zakotvení a nad podporami se jejich tloušťka zvětšuje skokem na 600mm, především z důvodu snadnější betonáže. Horní deska má tloušťku 270mm až 470mm ve vetknutí, vyložení konzol činí cca 3,5m. Spodní deska s běžnou tloušťkou 200mm se u vnitřních podpor zesiluje až na 400mm resp. až na 600mm u výškových náběhů.
Vnitřní příčníky délky 1500mm jsou ukončené 350mm pod stropem kvůli posunu bednění stropu a jsou přerušené v ose komory. 4.2 Předpětí Konstrukce je dodatečně příčně i podélně předepnutá kabely se soudržností. Je použit systém Dywidag s lany 15,7mm 1570/1770. Předpětí v příčném směru je omezeno pouze na oblasti podpor v počtu 6 čtyřlanových kabelů nad podporou. Lana jsou uložena v plochých kanálcích, kotvy jsou při obou okrajích mostovky a napětí je vnášeno jednostranně. V podélném směru jsou použity 19ti lanové kabely. Běžně je ve stěně vedeno 6 kabelů ve třech řadách po dvojicích, přičemž 3 kabely jsou spojkovány ve stěně nad sebou v pracovní spáře (na konci betonážního dílu) a 3 přes ni procházejí. Napínání kabelů je jednostranné z pracovní spáry po dokončení betonážního dílu. V oblasti velkých polí je počet kabelů zvýšen na 8 v jedné stěně. Přidaná čtvrtá dvojice je umístěna v celé své délce níže nežli ostatních 6 kabelů a uprostřed pole je bočně odsunuta v délce cca 20,0m do nálitku spodní desky, v těchto řezech jsou tedy ve spodní vrstvě umístěny celkem 4 kabely, tyto kabely jsou napínány jednostranně z bočních nálitků a končí pasívní koštětovou kotvou. Obr. 3) Předpětí betonážního dílu s dlouhým polem 5. MOSTNÍ VYBAVENÍ Na mostě budou zabudovány celkově 3x2 mostní závěry s roznášecím mechanismem s posuny 320mm na pražské opěře, 640mm mezi mosty a 480mm na budějovické opěře. Izolace mostovky bude celoplošná, vozovka je navržena jako třívrstvá. Římsy budou provedeny jako monolitické železobetonové. Záchytným systémem jsou svodidla pro stupeň zadržení H2. Zrcátko šířky 800mm je zakryté kompozitními rošty. Na vnějších okrajích mostovky je služební chodník se zábradlím a s celoplošnou výplní s protihlukovým účinkem. Odvodnění mostovky je provedeno pomocí odvodňovačů při okraji vozovky. V krátkém úseku na začátku mostu 1 je voda odváděna dešťovým svodem vedeným vně komory pod
konzolou směrem před pražské opěry. Většina mostu je odvodněna na druhou stranu, od odvodňovačů příčnými svody do potrubí uvnitř komory. Světlost potrubí se mění od 200 po 450mm a za budějovickou opěrou je zaústěno do dálniční kanalizace. 6. VÝSTAVBA MOSTU 6.1 Úvodem SMP CZ a.s. zahájily stavbu v září 2009 a dokončení mostu je plánováno na září 2012. Investorem je Ředitelství silnic a dálnic ČR, Správa České Budějovice. Projektantem stavby je PRAGOPROJEKT, a.s., zhotovitelem stavby pak Sdružení D3. Přímým zhotovitelem mostního objektu 208 je SMP CZ a.s. Most je rozdělený celkem na 4 celky označené LM1, LM2, PM1, PM2 (levý, pravý, část 1 a 2). Mosty 1 jsou navrženy s konstantní výškou 2,40m, mosty 2 s výškovými náběhy. Tento návrh vycházel z předpokladu letmé betonáže v části inundace, neboť při pracích na předstupních byla avizována technologická omezení ze strany ekologických organizací. Jelikož nebyly poté dány žádné omezující či dodatečné podmínky a celý objekt se nachází nízko nad terénem, zvolil přímý zhotovitel technologii pevné skruže systému Pižmo. První část mostu je v přechodnici a druhá část je přímá s proměnnou výškou. Stavba je složitá nejen svou konstrukcí, ale i tím, že musí překračovat složité překážky, proto bylo nutno během stavby řešit ochranná pásma sítí a také z toho vyplývající omezení. Přes tyto sítě musely být postaveny bárky pro skruž šikmo, což velice ztěžovalo nastavení nadvýšení. Stavba je díky své poloze v inundaci ohrožována povodněmi, což klade zvýšené nároky na nasazení a pohyb mechanizace. Současně se nachází v biologicky cenném území, takže je nutné provádět monitorování jejího vlivu na životní prostředí. 6.2 Zakládání Před započetím výstavby bylo nutno vyřešit přeložení sítí, které vedou přes stavbu tak, aby neohrožovaly stavbu. Práce, které probíhají pod VVN, jsou řešeny ve výlukách. Založení pražských opěr je navrženo na kopaných podzemních prvcích a proběhlo bez problémů. Založení pilířů a budějovické opěry je navrženo na velkoprůměrových pilotách, v řadě případů délky až 22m. Realizaci pilot ztěžovala vysoká hladina podzemní vody v oblasti inundace, a proto zde bylo nezbytné provést kolem základů pilířů pažení pomocí Larsenových stěn. Pro vrtné a obslužné plošiny bylo nutné vytvořit zpevnění ze zhutněných štěrkových vrstev. V případě letní povodně v r. 2010 nebylo možno v inundaci pracovat a všechny stroje musely být přemístěny do vyšších poloh stavby. Základy obdélníkového půdorysu musely být prováděny v oblasti inundace za neustálého čerpání vody. Kromě pilot pod základy byly v oblasti inundace instalovány také kratší piloty o průměru 600mm jako podpory pro věže skruže. 6.3 Spodní stavba Pilíře jsou trojího druhu: úzké, široké a přechodové. Skládají se z dříku konstantního průřezu a zhlaví. Pro bednění pilířů bylo použito bednění firmy Česká DOKA. Byly navrženy dvě sestavy bednění dříků a dvě sestavy zhlaví. Tyto sady bednění byly tvořeny sadou
pro široký pilíř, sadou pro úzký a doplňkovými díly pro přechodový a úzký pilíř, tímto způsobem se podařilo docílit maximální variability a využití vyrobených prvků bednění. Budějovické opěry jsou navrženy jako úložné prahy nesené každá čtveřicí stěn; stěny jsou vetknuté do pilot na úrovni současného terénu a budou prosypány materiálem náspu. 6.4 Nosná konstrukce Pro betonáž nosné konstrukce byla zvolena technologie pevné skruže s pískovým odskružením. Pro podpěrnou konstrukci bylo využito inventární skruže Pižmo. Pro bednění stěn komory je použito posuvné bednění délky 48 a 65m podle délky pole, vozíky dodává firma ULMA. Posun vozíků je prováděn pomocí hydraulického vrátku. Bednění stropu komory je navrženo jako pojízdné také firmou ULMA. Na krajích je podporováno konzolkami na stěnách a v poli stojkami, které je možno při posunu sklopit. Konzolky jsou navržené s válci pro pojezd a jako teleskopické kvůli možnosti výškového nastavení. Betonáž průřezu je rozdělena do dvou fází, nejdříve se betonuje spodní deska spolu se stěnami (tzv. spodní U ) a ve druhé fázi horní deska komorového průřezu. 6.5 Předpětí Předpínací práce jsou realizovány firmou SM7, a.s. se systémem Dywidag. Předpětí je vneseno do betonážního dílu (BD) ve dvou fázích: po vybetonování U profilu po jednom kabelu ve stěně, po betonáži horní desky zbývající dva kabely ve stěně (případně čtyři u dlouhých polí). Před odskružením se napínají i kabely příčného předpětí nad podporou. V čele BD se napíná zpravidla 50% kabelů, zbylých 50 % se napíná až z čela následujícího BD. Odbednění proběhne po předepnutí všech 50ti % kabelů napínaných z čela tohoto dílu. 7. ZÁVĚR Výstavba objektu probíhá přes všechny nastíněné problémy bez větších problémů. V současnosti je dokončeno zakládání, spodní stavba s výjimkou budějovických opěr a dokončuje se nosná konstrukce mostu 1 pravého, přičemž se současně staví pravý most 2. Je použita osvědčená konstrukce a úsporná technologie provádění. Předpokládaný termín uvedení do provozu je 12.2012 spolu s celou stavbou 0308. Ing. Tomáš Landa PRAGOPROJEKT, a.s., K Ryšánce 1668/16, 147 54 Praha 4 Telefon: 226 066 446 E-mail:landa@pragoprojekt.cz Ing. Lukáš Klačer SMP CZ, a.s., Evropská 1692/37, 160 00 Praha 6 Telefon: 222 185 290 E-mail:klacer@smp.cz Ing. Pavel Poláček SMP CZ, a.s., Evropská 1692/37, 160 00 Praha 6 E-mail:polacek@smp.cz