POVODNĚ MSK 2010 MOST EV. Č. 59-008 PŘES ŘEKU OLŠI V KARVINÉ Ing. Martina Papeschová, Ing. Karel Kubza DOPRAVOPROJEKT Ostrava spol. s r.o. Ing. Vojtěch Konečný PIS Ing. Antonín Pechal The floods MSK 2010 the bridge re. n. 59-008 across the river Olše in Karviná The bridge carries traffic I/59 across the river Olše inundation and adjacent areas on the outskirts of Karviná. The middle (longest) field overcomes the river, the outward fields over the inundation area. 1. ÚVOD Investor: ŘSD ČR Projektant: DSP,RDS: Dopravoprojekt Ostrava, spol. s r.o., PIS Ing. Antonín Pechal Zhotovitel: FIRESTA-Fišer, rekonstrukce, stavby a.s. Doba výstavby 15 měsíců 2. ROZSAH STAVBY V květnu roku 2010, zasáhly severní Moravu a Slezsko rozsáhlé povodně a přehrady v povodí řek Odry a Moravy byly plné, voda tekla přes bezpečnostní přelivy a situace na některých místech začala připomínat katastrofální povodně z července roku 1997. Mezi takto zasažené konstrukce patřil i původní železobetonový trámový most přes řeku Olši, na silnici I/59 spojující města Karvinou a Ostravu, postavený v roce 1961. Tehdy byl tento most vybudován jako čtyřpolový se středním pilířem umístěným přímo v řečišti Olše. Při povodních zde řeka dosahovala více než stoletého průtoku. Pro podezření z porušení stability středního pilíře a nebezpečí havárie, byl most na jeden den zcela uzavřen. Jelikož se jedná o páteřní komunikaci a prakticky jediné spojení mezi Karvinou a moravskoslezskou metropolí byl po prohlídce statikem most následně provizorně otevřen v zúženém polovičním profilu. Po vypracování posudků a zjištění rozšíření trhliny na středním pilíři, v důsledku jeho podemletí, bylo rozhodnuto o demolici celého mostu a nahrazení novým, který by bezpečně odolal případné další povodni. Zásadním rozdílem v koncepci nového mostu byl požadavek na překonání toku řeky pomocí jednoho pole a odstranění původního středního pilíře, nevhodně umístěného přímo v řečišti. Tyto podmínky splňoval návrh
trámového ocelového mostu s dolní spřaženou ocelobetonovou mostovkou, s hlavními nosníky v nejdelším poli vyztuženými ocelovými oblouky. 3. KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ Most převádí komunikaci I/59 přes řeku Olši a přilehlá inundační území na okraji města Karviné. Prostřední (nejdelší) pole mostu je přes koryto řeky Olše, krajní pole jsou přes inundační území. Hladina Q 100 je v nejnižším místě nosné konstrukce 1,8 m pod navrženou niveletou, což vedlo k návrhu mostu s dolní mostovkou. Most šířky 23,6 m je navržen jako spojitý nosník o třech polích s rozpětím 24,25 + 67,37 + 26,9 m. Silnice I/59 je na mostě navržena jako čtyřpruhová, směrově nerozdělená, se světlou šířkou mezi svodidly 15,5 m. Na mostě silnice probíhá ve směrovém složeném kružnicovém oblouku o poloměrech 20000 m a 1300 m. Příčný sklon je střechovitý 2,5%. Podélný sklon nivelety je 0,8 %. Kvůli tvaru nosné konstrukce a statickému působení je most navržen přímý a římsy za svodidly mají kvůli komunikaci v oblouku proměnné šířky. Půdorysné vzepětí, o které bylo takto nutné rozšířit most, činí cca 450 mm. Most rovněž převádí chodníky pro pěší na obou stranách silnice, šířky 1,5 m na levé straně a 2,5 m na pravé straně. Obr. 1) Příčný řez mostem ve středním poli Obr. 2) Podélný řez mostem
3.1. Založení a spodní stavba Založení opěr a pilířů mostu je hlubinné na velkoprůměrových pilotách Ø1200 mm délky 11,0 m. Podloží tvoří převážně miocenní jíly F8. Protože bylo nutné zachovat v co nejdelší době provoz na silnici, byly piloty pro opěry prováděny ve výkopech pažených pomocí štětovnic, stabilizovaných pomocí zemních kotev. Piloty pro pilíře byly prováděny s hluchým vrtáním 1,8 2,5 m. Pod opěrami je provedeno 16 ks pilot a pod každým pilířem 8 ks. Dřík pilířů je po výšce v konstantním obdélníkovém průřezu 3,8x2 m se zaoblenými rohy o poloměru 0,7 m. Výška pilířů se pohybuje od 4,5 5,2 m. Dříky jsou vetknuty do základových patek 5,3x5,3 m výšky 1,6 m. Krajní opěry jsou monolitické železobetonové s vetknutými křídly. 3.2. Nosná konstrukce Obr. 3) Spodní stavba mostu Nosná konstrukce je navržena jako spojitá třípolová s dolní mostovkou, která je spřažená ocelobetonová. ŽB deska mostovky spolupůsobí s ocelovými příčníky, které přenáší zatížení do hlavních nosníků. Základním nosným prvkem je dvojice plnostěnných svařovaných trámů tvaru I o výšce 2200 mm a šířce pásnic 800 mm. Osová vzdálenost hlavních nosníků je 18,16 m a teoretické rozpětí hl. nosníků je 24,255 + 67,375 + 26,950 = 118,580 m. Trámy jsou ve středním nejdelším poli vyztuženy ocelovými parabolickými oblouky (parabola 2 ) o vzepětí 10 000 mm - jedná se tedy o tzv. Langerův trám. Oblouky jsou navrženy s výškovým náběhem jako svařované a uzavřené, výška průřezu oblouku je 670-930 mm, šířka je pak konstantní 1000 mm. Trám a oblouk jsou vzájemně propojeny šesti svislými táhly Macalloy M90 - plného profilu průměru 87 mm. V místě příčníků je stěna trámu vyztužena příčnými výztuhami z plechu tloušťky 15 mm. Příčníky jsou k hlavním nosníkům připojeny pomocí svařovaného styku. Montážní styky trámu i oblouku jsou rovněž svařované. Pro nosnou konstrukci mostu je použit materiál S355J2+N. Pro zbylé nenosné části mostu je použit materiál S235JR a pro táhla je použit materiál S460N.
Obr. 4) Výroba ocelové konstrukce styčník táhla u trámu a pilířový dílec trámu Ocelová konstrukce mostu je uložena na podporách prostřednictvím deseti hrncových ložisek. Na každé opěře jsou 3 ložiska (vždy pod hl. nosníky a uprostřed pod opěrovým příčníkem), na pilířích je pak konstrukce uložena pod hlavními nosníky. U ložisek musela být vzhledem k charakteru území, kde dochází k poměrně výrazným projevům důlní činnosti, zohledněna možnost nerovnoměrného sedání opěr a pilířů. Vliv vodorovného přetvoření je eliminován návrhem mostních závěrů a ložisek s dostatečnou schopností dilatace. Do roku 2015 až 2018 se předpokládá, že v místě mostu proběhne 50% celkových deformací od poddolování. Nosná konstrukce je navržena tak, že jednu třetinu z 50-ti procent celkových poklesů konstrukce bezpečně přenese. Ložiska jsou navržena tak, aby zbylé dvě třetiny z 50% celkových poklesů byly vyrovnány odebráním nadložiskových rektifikačních desek ty byly vloženy nad pilíře 2 a 3 nad pilířem 2 jsou desky o celkové tloušťce 70 mm, nad pilířem 3 jsou vloženy desky o tloušťce 20 mm. Dilatační pohyb ložisek byl zvětšen tak, aby ložiska nemusela být přednastavována v podélném ani příčném směru, zároveň byla u ložisek zvětšena rotační kapacita s ohledem na dále popisovanou montáž. Zvedání mostu při výměně ložisek je předpokládáno v místě opěr pod příčníkem a v místě pilířů vždy před a za ložiskem pod hlavním nosníkem. Obr. 5) Nosná konstrukce mostu
4. MONTÁŽ NOSNÉ KONSTRUKCE Výrobu nosné OK zajišťovaly firmy Firesta, a.s a Bögl a Krýsl, k.s. Montáž byla prováděna pomocí portálového jeřábu HM302P, pro nějž byl přizpůsoben postup montáže konstrukce. Ta probíhala tak, že nosná ocelová konstrukce byla postupně montována v mostním otvoru pomocí mobilního jeřábu a pomocí portálového jeřábu HM320P, který pojížděl po příčnících, na nichž byla osazena jeřábová dráha. Příčníky byly v místě osazení jeřábové dráhy ztuženy podélným ztužidlem vytvořeným z křížů z profilu L100/100/10, zároveň byla na horní pásnici příčníků byla přerušena spřahovací lišta, aby nebránila osazení dráhy. Výrobní nadvýšení trámu a oblouku bylo realizováno plynule. Vzhledem k značné šířce mostu a absenci ztužení oblouků, bylo při výpočtech zjištěno, že vlivem montáže, betonáže a zatížení provozem dojde k sevření oblouků směrem k ose mostu o cca 80 mm. Z tohoto důvodu byly trámy a oblouky kromě tradičního svislého výrobního nadvýšení ještě výrobně vodorovně vykloněny směrem od osy mostu a to o uvedenou hodnotu 80 mm ve vrcholu oblouku. Obr. 6) Montáž oblouku pomocí jeřábu HM 320P Levý i pravý trám hlavního nosníku byl rozdělen na sedm montážních dílců, oblouk na 3 montážní dílce, největší montážní dílec měl délku 34,5 m a hmotnost do 54 tun (trám nad pilířem 3). Stávající střední pilíř mostu v korytě řeky Olše byl během montáže ponechán a využit jako montážní podpora. Spřažená betonová deska byla betonována bez využití montážních podpor v jednom taktu, po betonáži byla podlita a aktivována také ložiska na opěrách a bylo demontováno montážní ztužení mezi příčníky. Během realizace mostu vznikl požadavek firmy Dalkia na osazení dvou horkovodů vnějšího průměru 1,0 m na mostní konstrukci pod chodníkové konzoly. Za tímto účelem muselo dojít k úpravám konstrukce (zesílení a zvednutí chodníkových konzol) tak, aby tento požadavek mohl být splněn.
Obr. 7) Dokončený most 5. ZÁVĚR Most ev.č. 59-008 na silnici I/59 je významnou spojnicí mezi městy Ostravou a Karvinou. Výstavbou nového mostu, je zajištěna průjezdnost mezi městy i v době možných budoucích povodní. Most byl uveden do provozu za 12 měsíců, z toho plné vyloučení dopravy trvalo 6 měsíců. Zároveň byl most využit pro převedení potrubí horkovodu, který zajišťuje vytápění města Karviná. Ing. Martina Papeschová Dopravoprojekt Ostrava spol. s r.o., Masarykovo nám.5, Ostrava Telefon: +420 737 249 896 E-mail:m.papeschova@dpova.cz Ing. Karel Kubza Dopravoprojekt Ostrava spol. s r.o., Masarykovo nám.5, Ostrava Telefon: +420 731 603 784 E-mail: k.kubza@dpova.cz Ing. Vojtěch Konečný Telefon: +420 545 213 466 E-mail: pis@pechal.cz