10 DENNÍ OPRAVA ŽELEZNIČNÍHO MOSTU LUKAVEC Ing. Pavel Trnka, Roman Kratochvíl Raeder & Falge s.r.o. Ing. Tomáš Míčka, Ing. František Kiml Pontex s.r.o. Obr. 1) Noční snesení nosné konstrukce jeřábem, výluka na trati Praha-Děčín Lukavec - 10 days repair of the works railway bridge Repair of the works railway bridge was made by construction company Raeder & Falge according to the design of Pontex Prague. Difficulty of the repair was caused by very short term to finished work and also by type of bridging railway electrified corridor duorail Prague-Děčín. Main repair goals were: replacing of bearing sills of both abutments, replacement of insufficient concrete and restoration of steel structure and bearings corrosion protection. 1. ÚVOD V roce 2011 byla stavební firmou Raeder & Falge dle projektu firmy Pontex realizována oprava mostu železniční vlečky Lovochemie, a.s., přes koridorovou elektrifikovanou dvoukolejnou trať ČD Praha-Děčín u obce Lukavec. Oprava byla velmi časově limitována, což si vyžádalo použití méně obvyklých postupů a technologií.
2. POPIS MOSTU Jednopolový celoocelový most se dvěma hlavními nosníky a prvkovou mostovkou z roku 1956. Celková šířka mostu je cca 5.30 m, délka přemostění je cca 11.7 m. 2.1. Nosná konstrukce Nosnou konstrukci tvoří dva hlavní plnostěnné svařované nosníky o rozpětí 13.19 m, výšky 1,56 m. Pásnice nosníků jsou odstupňovaného průřezu. Vzdálenost nosníků je 5,0 m. Mostovku tvoří soustava podélníků a příčníků. Přípoje k hlavním nosníkům jsou provedeny pomocí nýtovaných spojů s příložkami. Podélné dolní ztužení je polopříčkové a je tvořeno U profily. 2.2. Ložiska Nosná konstrukce je uložena na 6 typových mostních ložisek. Pod hlavními nosníky na severní opěře jsou pevná ocelolitinová typ I.P.4 a na jižní opěře jsou podélně pohyblivá jednoválečková typ I.V.4. Konzoly podélníků přesahující nad úložný práh jsou uloženy na jednoduchá kluzná ocelová ložiska. 2.3. Spodní stavba a založení Mostní objekt je založen plošně. Obě opěry jsou masivní betonové monolitické z betonu zn. 105. Úložné prahy jsou železobetonové, slabě vyztužené z betonu zn. 250. Výška úložných prahů je 0,7 m. Kvalita betonu byla ověřena diagnostickým průzkumem. 2.4. Mostní svršek Na podélníkách jsou uloženy dřevěné mostnice 0.24x0.26 m. Na mostnicích je upevněna kolej tvaru S49, pojistné úhelníky a pochozí podlaha z plechu tl. 6 mm. 3. STAVEBNÍ STAV, DIAGNOSTIKA, DŮVODY REKONSTRUKCE Vypracování projektu opravy a vlastní realizaci předcházely kontrolní a diagnostické práce, statický výpočet a studie proveditelnosti. 3.1. Stavební stav V průběhu příprav bylo ověřeno, že stavební stav vlastní ocelové nosné konstrukce i ložisek je relativně dobrý. Protikorozní ochrana je na většině míst plně funkční, avšak lokálně, zejména v místech problematické aplikace nátěrových hmot, již dochází k povrchové korozi konstrukce. Při podrobné prohlídce bylo zjištěno nezanedbatelné oslabení některých prvků nosné konstrukce, ke kterému ovšem došlo již v období před provedením poslední obnovy PKO. Bylo zjištěno opření konstrukce o závěrnou zídku jižní opěry.
Spodní stavba byla shledána ve velice špatném stavu. V oblastech úložných prahů byly v krajních částech opěr výrazné trhliny zasahující do oblasti ložisek. Šíře těchto trhlin cca 10 mm (lokálně i více). Povrch spodní stavby byl v minulosti plošně sanován, tloušťka reprofilační vrstvy byla do cca 0,1 m. Vlivem rozdílných vlastností oproti vlastnímu betonu opěr byla tato reprofilační vrstva porušená sítěmi trhlin. Velké části reprofilačních vrstev byly separované. Z pevnostního hlediska byla ovšem tato sanační vrstva mnohem kvalitnější než beton vlastních dříků opěr. 3.2. Stavebně technický průzkum Průzkum potvrdil pevnosti použitého betonu odpovídající projektové dokumentaci. Je nutno ovšem konstatovat, že tato kvalita byla určována na zdravých částech odebraných vzorků, zatímco na některých částech byla zjištěna prakticky nulová pevnost se samovolným rozpadem betonu. Průzkum rovněž prokázal nedostatečnou (u některých vzorků až fatálně) odolnost betonu spodní stavby proti mrazovému rozpadu. Na základě těchto skutečností bylo nutno konstatovat, že spodní stavba v původním stavu již zásadním způsobem nesplňovala požadavky z doby svého návrhu, natož požadavky stávajících platných předpisů. S ohledem na tyto skutečnosti byla omezena zatížitelnost objektu a rozhodnuto o provedení opravy. 3.3. Statický výpočet zatížitelnosti Ze závěrů statického posouzení vyplynulo: - vlastní nosná konstrukce v dobrém stavu, zatížitelnost odpovídá hodnotě 1,33 neklasifikovaného zatížení Model 71, resp. ZUIC, - vlivem extrémních sil vnášených do konstrukce bezstykovou kolejí došlo k posunutí celé konstrukce včetně pevných ložisek směrem k jižní opěře, kde se konstrukce zapřela o závěrnou zídku; tento stav neumožňuje řádné dilatační pohyby konstrukce a při změnách teplot dochází k neúměrným namáháním, - umístění ložisek nesplňuje příslušná kriteria pro minimální vzdálenost od okraje v příčném směru - vzhledem k poruchám úložného prahu již není ve stávajícím stavu zajištěno zabránění posunu pevných ložisek 4. OPRAVA MOSTU, NEOBVYKLÉ TECHNOLOGIE 4.1. Oprava mostu - postup V rámci opravy bylo provedeno zejména následující: - výroba prefabrikovaných úložných prahů - ochranné bednění kotvené do dříku opěr jako ochrana podcházející trati při bouracích pracích s pochozí pracovní plošinou - snesení kolejnic a zábrany proti dotyku, odstrojení konstrukce (minimální rozsah nezbytný pro bezproblémové zavěšení a snesení konstrukce) - snesení mostní konstrukce na provizorní podpěry včetně ložisek - výkop za rubem závěrných zídek opěr, - odbourání úložných prahů a závěrných zídek opěr, úprava horního líce dříků
- osazení, přikotvení a zmonolitnění nových prefabrikovaných úložných prahů - hutněný zásyp za rubem závěrných zídek a položení železničního svršku - nutná oprava poškozených částí NK a obnova PKO, repase ložisek, - osazení nosné konstrukce na nové úložné prahy, podlití ložisek - osazení mostního svršku s novými dilatačními spoji kolejnic Ostatní práce již za provozu na vlečce: - úprava zábradlí na křídlech, výměna plechů krytu mostovky - odbourání degradovaného a uvolněného betonu z líce dříků opěr - provedení masivní kotvené přibetonávky dříku opěry - oprava poškozených částí křídel - ochranný a sjednocující nátěr sanovaných částí - montáž napájecího vedení zpět na opěry izolované Obr. 2) Staveništní prefabrikáty nových úložných prahů 4.2. Neobvyklé technologie (z pohledu prováděcí firmy) Náročnost této stavební akce nespočívala ani tak v charakteru samotné opravy, jako v kombinaci krátkého času určené výluky koleje závodové vlečky a podmínek provozu koridorové železniční tratě pod předmětným mostem. Z hlediska zhotovitele byly jako nejrizikovější vnímány dva technologické kroky. Demolice stávajících úložných prahů a odstranění vnější vrstvy betonu na dřících obou opěr. Demolice ÚP musela být rychlá, bezpečná směrem k nepřerušenému provozu na mezinárodní trati a nesmělo při ní dojít k zásadnějšímu poškození dříků opěr, přičemž dříky jsou z prostého betonu nízké třídy pevnosti. Proto první úvahy zhotovitele směřovaly k technologiím jako je odříznutí lanem nebo pilou, použití trhacích klínů, případně demolice za použití skalní frézy. Nicméně všechny způsoby řezání a trhání byly vzhledem k časové náročnosti nereálné. Nakonec byla zvolena varianta bourání hydraulickými bouracími kladivy na menších bagrech a tato cesta se následně i v praxi ukázala jako správná.
Demolice vnější vrstvy dříků opěr se ukázala jako ještě mnohem větší výzva. Projekt opravy předpokládal odstranění vnější obálky dříků opěr v tloušťce 300 400 mm a důležité bylo nerozbít opěry více, než je požadováno. Proto se myšlenky zhotovitele opět upnuly k použití skalní frézy na bagru. Tato činnost již byla podmíněna výlukou železniční tratě, což převedeno do hodinových cen výluk byla podmínka docela vražedná. Na každou z opěr jsme si dali do plánu oboukolejnou noční výluku v trvání 4 hodin, která poté přešla pouze na výluku přilehlé koleje a trvala 7 hodin. A takto to šlo dvě noci za sebou. Tento plán musel mít opravdu minimální rezervy. V samotném průběhu pak byla tato činnost hodně vyčerpávající, a to jak fyzicky, zejména pro strojníka bagru, tak hlavně duševně a emocionálně pro techniky zhotovitele. Stávající dříky opěr měly totiž na sobě jako vnější vrstvu pravděpodobně stříkaný beton tloušťky cca 10 12 cm, který byl neuvěřitelně houževnatý a tvrdý, a do kterého se hrotům skalní frézy příliš nechtělo. Ale nakonec se plánovaný záměr podařil. Obr. 3)Bourání dříku opěry skalní frézou Obr. 4) Bourání úložného prahu opěry 5 ZÁVĚR Realizací opravy mostu byla ověřena možnost provádět poměrně náročné opravy mostních objektů v extrémně krátkých lhůtách v obtížných podmínkách dráhy. Lze očekávat dlouhodobý bezproblémový provoz objektu s životností i náklady na údržbu blížícími se novostavbě. Raeder & Falge s.r.o. Pavel Trnka Telefon: +420 416 575 781, +420 774 412 142 Roman Kratochvíl Telefon: +420 602 554 187 Pontex s.r.o. Tomáš Míčka Telefon: +420 244 062 244, +420 606 644 442 František Kiml Telefon: +420 244 062 237, +420 602 271 892 E-mail: trnka@raeder-falge.cz E-mail: kratochvil@raeder-falge.cz E-mail: micka@pontex.cz E-mail: kiml@pontex.cz
Obr. 5) Pohled na most po dokončené opravě