Lávka pre peších a autá v Turčianskych Kľačanoch
Lávka pre peších a osobné automobily v Turčianskych Kľačanoch je už v predčasnom užívaní. Jej odovzdanie pomáha dokončiť úsek diaľnice D1 Dubná Skala – Turany v plánovanom termíne v roku 2014. Oceľová zavesená lávka s rozpätiami polí 37,8 + 94,5 + 37,8 m má prierez s konštantnou výškou a šírkou. Pylóny s oceľobetónovým spriahnutým eliptickým priečnym rezom majú tvar písmena V a sú vztýčené nad strednými podporami mosta. Vejárovo usporiadaná (semiharfová) sústava závesov prenáša zaťaženie do pylónov vo dvoch šikmých rovinách. Okrem chodcov a cyklistov slúži lávka aj osobným automobilom do hmotnosti 3,5 t.
Koncepcia riešenia
Koncepčné riešenie lávky pre peších zodpovedá požiadavkám na zabezpečenie inundačného priestoru Váhu a plynulé odvedenie prívalových vôd. Lávka pre peších spolu s vedľa stojacim diaľničným mostom sú dve mostné konštrukcie, ktoré križujú Váh v pomerne malej vzájomnej vzdialenosti (110 až 180 m). Navyše, k nim priľahlé násypové telesá diaľnice a rampy pre peších sa nachádzajú v inundačnom priestore Váhu. Tieto podmienky spolu s cieľom zabezpečiť plynulý prietok prívalových vôd vo Váhu sú v návrhu zohľadnené zväčšením rozpätia hlavných polí a previazaním opôr obidvoch konštrukcií na pravom brehu Váhu hrádzou. Tá je pripojená do existujúcej hrádze medzi Váhom a kanálom.
Oproti pôvodnej lávke je v zmysle príslušných predpisov umožnený prístup aj telesne postihnutým osobám. Lávka bude pri bežnej prevádzke slúžiť aj na prejazd osobného vozidla a iných vozidiel v čase núdze (napríklad sanitky) do hmotnosti 3,5 t.
Pod mostom prechádza poľná cesta a hrádzka, ktorá má usmerniť prívalové vody v priestore lávky a mosta cez Váh a zabrániť ich prietoku do priestoru medzi diaľnicou a Krpelianskym kanálom.
Trasa objektu 137-00 Úprava poľných ciest pri moste a lávke v km 4,900 D1, ktorá vedie cez lávku pre peších a osobné autá, je v priamke. Niveleta lávky je v stúpaní 0,49 % a v klesaní 1,80 %, s vrcholovým oblúkom R = 700 m. Lávka má prechodový prierez so šírkou 4,0 m.
Z palety možných konštrukčných systémov sa zvolila zavesená sústava s rozpätím stredného poľa 94,5 m. Vejárovo usporiadaná (semiharfová) sústava závesov vo dvoch šikmých rovinách okrem optimalizácie rozloženia vnútorných síl mostného trámu a zabezpečenia potrebnej priečnej stability mosta výrazne prispieva aj k architektonickému stvárneniu mosta. V prospech tejto voľby hovorí predovšetkým jednoduchosť nosnej konštrukcie v porovnaní s inými riešeniami (priehrada alebo oblúk). Na dané, pomerne malé, rozpätie hlavného mostného poľa by nebola vhodná ani veľmi výkonná visutá sústava.
Pylóny sú výraznými architektonickými prvkami lávky. V priečnom reze mostom v tvare pylónov sú schované počiatočné písmená dvoch spojených miest (obcí) – V (Vrútky) a ležaté písmeno K (Kľačany). Vrchné časti pylónov majú prierez eliptického tvaru. Takto stvárnené prierezy dodajú mostu priaznivejší, jemnejší vzhľad oproti výrobne jednoduchšiemu riešeniu priečneho rezu v podobe obdĺžnika.
Konštrukčné riešenie
Zakladanie
Založenie opôr je plošné. Opory sú vyhotovené zo železobetónu C 30/37 a spolu s krídlami vytvárajú kompaktný blok. Prenášajú ťahové reakcie mostného trámu a sú založené na spoločnej základovej doske.
Založenie pylónov je plošné. Vybudovali sa v stavebných jamách opatrených štetovnicovou stenou. V oboch prípadoch ide o zakladanie v koryte rieky Váh. Štetovnicové steny stavebnej jamy boli rozoprené oceľovým rámom.
Spodná stavba
Krajné opory sú presypané stenové opory s úložným prahom a krídlami na spoločnom základe. Reakciu vrchnej časti pylónov prenášajú drieky pilierov stredných podpôr pôdorysných rozmerov 2,30 × 10,34 m do základových pätiek. Priečny rez driekov je prispôsobený hydraulickým požiadavkám. V drieku piliera je zabetónovaný oceľový priehradový kotevný blok ako zárodok na prichytenie oceľobetónovej spriahnutej časti pylónov. Na oporách a v drieku pylónov sú navrhnuté systémy kotvenia, ktoré prenášajú ťahové reakcie a umožňujú vodorovné dilatácie mosta. Kotevné plechy v driekoch opôr a pilierov musia byť odseparované od betónovej časti, aby sa nebránilo pohybu kotevných tyčí. Na driek pilierov sa použil železobetón triedy C 30/37, základy sú zo železobetónu triedy C 25/30, výstuž je z betonárskej ocele triedy B 500B.
Nosná konštrukcia
Nosná konštrukcia trojpoľovej oceľovej zavesenej (37,8 + 94,5 + 37,8 m) lávky tvorí jeden statický konštrukčný a dilatačný celok. Má konštantnú výšku (1,122 m) a šírku (4,164 m) prierezu. Nosná konštrukcia otvoreného prierezu s dvoma hlavnými nosníkmi má ortotropnú mostovku.
Pylóny sú ukončené vo výške asi 18,0 m nad niveletou mostovky. Výška pylónov je 21,4 m. Vrchná časť pylónu je spriahnutá oceľobetónová konštrukcia vychádzajúca z oboch strán piliera. Oceľový H-prierez sa na zvýšenie tuhosti obetónoval po celej výške pylónu. Takéto konštrukčné riešenie výrazným spôsobom zjednodušuje montáž a súčasne využíva výhody betónu v tlačených oblastiach. Priečny rez pylónov po celej výške je konštantný a tvar priečneho rezu je eliptický. Na vrchnej časti sú po štyroch metroch umiestnené kotvenia šikmých nosných závesov.
Kotvenie závesov konzolami do hlavných nosníkov je na vonkajších stranách hlavného nosníka. Na týchto miestach sa napínali závesy. Toto kotvenie je maticové. Matica sa opiera o všesmerovú kalotu, ktorá vytvára kĺbové prichytenie závesu. Tu je umiestnené aj tesnenie kotevnej rúry (utesňuje opačnú stranu kotviacej rúry proti stekajúcej vode zo závesu). Kotvenie závesov vo vrchole pylónu je vidlicové – kĺbové. Vnútorné priestory kotviacich rúr a napínacie systémy závesov sú chránené konzervačnou látkou.
Závesy sú z oceľových vinutých lán (D 50). Napínali a dopínali sa hydraulickými lismi. Mostovka má po celej dĺžke rovnaké konštrukčné riešenie. Pozostáva z priečnikov s výškou 400 mm. Ich vzdialenosť je 3 150 mm a sú votknuté do hlavných nosníkov – krajných trámov otvoreného prierezu. Priečniky nad oporami a piliermi sú vysoké ako hlavné nosníky a sú zosilnené a prispôsobené na prichytenie kotvenia na prenos ťahových reakcií. Kotvenie je navrhnuté z predpínacích tyčí dole kotvených vidlicou s čapom do zabetónovaného kotevného plechu a na zosilnenej časti priečnika kotvených maticou s polguľovou hlavou do podložky s kónickým otvorom. Úprava na priečniku umožňuje na dosiahnutie potrebného predpätia na elastomerových ložiskách v tomto mieste použiť napínacie lisy. Hodnota predpínacej sily je väčšia ako maximálna ťahová reakcia.
Podlahový plech ortotropnej mostovky podopierajú pozdĺžniky (korýtka) s uzavretým lichobežníkovým prierezom. Priečny sklon mostovky je obojstranný, dostredný, 2,5-percentný. Nosná oceľová konštrukcia je z ocele pevnostnej triedy S235J2+N, S355NL, predpínacie tyče S460. Materiály hlavných nosných prvkov majú zaručenú vrubovú húževnatosť. Pri –50 °C musel Charpyho V test vykazovať priemernú hodnotu 27 J pri troch meraniach.
Príslušenstvo
Elastomérové skriňové ložiská sú uložené na betónových podstavcoch do plastmalty s hrúbkou 10 mm. Konštrukcia na oporách a podporách je proti nadvihnutiu zabezpečená predpínacími tyčami, umožňujúcimi vodorovný pohyb konštrukcie.
Nad krajnými oporami sú navrhnuté kobercové mostné závery s dilatačným pohybom 160 mm. Zábradlie je na oboch stranách chodníka z celozváraných segmentov s držadlom z otvoreného profilu C54 × 53 × 18 × 3, stĺpikom z plechu P10 × 80 a s výplňou z tyčí ∅ 20 (vodorovné) a ∅ 14 (zvislé).
Mostný zvršok (vozovka) na oceľovej konštrukcii lávky je navrhnutý z priamo pochôdznej izolácie s posypom hrubej 5 mm. Horná plocha mostovky je vyspádovaná k odvodňovačom v osi mosta. Odvedenie zrážkových vôd na moste sa realizovalo systémom odvodňovacích vpustí s mrežami z kompozitného materiálu so šírkou 200 mm a dĺžkou 500 mm.
Na hornú vodorovnú a šikmú časť pylónov sa namontujú jednoduché zábrany zabraňujúce sadaniu vtákov na pylón a jeho špineniu trusom.
Výstavba mosta
Výstavbu mosta realizovala počas roka 2012 v celom rozsahu spoločnosť Váhostav – SK, a. s., stredisko mostov II, a to okrem prípravných prác vykonaných v rámci projektu PPP v roku 2010. Vtedy sa vybudovali základové dosky opôr a podkladové betóny stavebných jám pylónov chránených štetovnicami. Dva roky obnaženú základovú škáru pylónov, ktorú poškodili poveternostné vplyvy, bolo potrebné po začatí prác sanovať prehĺbením o 0,5 m. V ďalšej časti výstavby sa do opôr zabudovali kotevné plechy ťahadiel prenášajúce záporné reakcie lávky do opôr, ktoré sú ukončené kotviacimi nosníkmi U300. Betonáž krídel a drieku opôr sa prerušila na úrovni spodnej plochy betónovej mostovky nad oporou. Tá sa dobudovala po namontovaní oceľovej nosnej konštrukcie a po osadení mostného záveru.
Súčasne s výstavbou opôr prebiehala výstavba pylónov. Po vybudovaní základovej dosky a drieku pylónu, do ktorých sa zabetónoval oceľový priehradový kotevný blok ako zárodok na prichytenie oceľovej stojky pylónov, nasledovala montáž týchto stĺpov (stojok). Stabilitu a prenos zaťažovacích účinkov kotevného bloku do základov zabezpečujú kotevné tyče a mäkká výstuž.
Výstavba vrchnej časti pylónov prebiehala vo dvoch etapách. V prvej etape sa namontovali oceľové stĺpy spriahnutej stojky s prierezom v tvare H (výška steny stojky je 620 mm a rozmery pásnic 930 × 20 mm) spolu s mäkkou výstužou a spriahovacími tŕňmi. H-prierezy stĺpov vychádzajúcich z oboch strán pilierov do kotevných blokov sa pripájali skrutkami VP. Dĺžka oceľového stĺpa je 19,47 m. V druhej etape sa uskutočnila náročná betonáž prierezu eliptického tvaru. Štvormetrové oceľové jednoúčelové debnenie umožnilo betonáž spriahnutej stojky po výške stojky v piatich etapách. Oceľové debnenie s priečnymi drážkami v úrovni pracovných škár na každý záber betonáže výrazne prispelo ku kvalite povrchu pylónov.
Oceľový celozvarovaný nosný trám bol vyrobený v stredisku oceľových konštrukcií spoločnosti Váhostav – SK, a. s. Jedenásť montážnych dielcov mostného trámu so šírkou 4,164 m a dĺžkou 14,45 až 16,17 m, ako aj oceľové stojky pylónov sa prevážali podvalníkom po cestnej komunikácii. Montážou jedného 30 m dlhého dielca, ktorý vznikol spojením dvoch montážnych dielcov na stavenisku pri opore na strane krpelianskeho kanála, sa zabezpečila bezpečná vzdialenosť závesov montážneho žeriava od vedenia vysokého napätia nad touto oporou.
Samotná montáž trámu prebiehala postupne z oboch strán. V koryte sa vždy z jednej strany vybudoval polostrov. Časť trámu (päť dielcov) sa vybudovala pomocou autožeriava na vhodne umiestnených montážnych podperách. Aktivovali sa ložiská. Po predopnutí kotevných ťahadiel opôr a podpier nasledovalo napínanie závesov. Po aktivácii závesov sa demontovali pomocné montážne stojky (okrem koncovej stojky v koryte rieky) a odstránil sa polostrov. Tento postup sa zopakoval aj z druhého brehu rieky s tým rozdielom, že pred montážou a aktiváciou závesov sa namontoval aj stredný uzatvárajúci dielec nosného trámu.
Výstavba mosta bola ukončená realizáciou príslušenstva (zábradlie, odvodnenie a podobne). Po vykonaní zaťažovacej skúšky sa pred odovzdaním do predčasného užívania na moste vybudovala dočasná drevená podlaha.
Zaťažovacia skúška
Statická zaťažovacia skúška
Zaťažovaciu skúšku vykonala Katedra stavebných konštrukcií a mostov v spolupráci so Skúšobným laboratóriom Stavebnej fakulty Žilinskej univerzity v Žiline dňa 14. 12. 2012. Najväčšie skúšobné zaťaženie bolo vyvolané štvoricou nenaložených nákladných áut Tatra 815. Hmotnosť vozidiel bola 13,5 až 13,8 t. Počas zaťažovacej skúšky sa sledovali priehyby, zatlačenie ložísk a sadanie opôr. Samozrejme, počas skúšky sa sledovala teplota nosnej konštrukcie, ako aj teplota okolia. Lávka vyhovela kritériám stanoveným normou STN 73 6209 Zaťažovacie skúšky mostov. Zaznamenané hodnoty vykazovali dobrú zhodu s teoretickými hodnotami.
Dynamická zaťažovacia skúška
Dynamická zaťažovacia skúška sa uskutočnila po skončení statickej zaťažovacej skúšky. Túto skúšku vykonala Katedra stavebnej mechaniky Stavebnej fakulty Žilinskej univerzity v Žiline v úzkej spolupráci s pracovníkmi, ktorí realizovali statickú zaťažovaciu skúšku. Účinky pohyblivého zaťaženia boli vyvolané prejazdom ľahkého nákladného vozidla (prázdne vozidlo Avia A30 s hmotnosťou 2,3 t) rôznymi rýchlosťami podľa pracovného programu. Uskutočnili sa hladké prejazdy, ako aj prejazdy cez umelú prekážku. Nápravou uvedeného vozidla bolo vyvolané aj rázové zaťaženie v strede hlavného a krajného poľa. Zistila sa aj dynamická odozva pohyblivého zaťaženia vyvolaná malou skupinou osôb. Namerané hodnoty spĺňajú medzné stavy použiteľnosti. Dynamická skúška preukázala vysokú dynamickú tuhosť lávky.
Záver
Konštruktívny prístup hlavných účastníkov výstavby (stavebného dozoru, manažérov Strediska mostov II spoločnosti Váhostav – SK, a. s. a projektantov) v spolupráci s ostatnými dodávateľmi umožnil prekonať časové sklzy pri dodávke ocele a závesných lán, vybudovať a odovzdať do predčasného užívania túto reprezentatívnu lávku za necelých desať mesiacov.
TEXT: Ing. Ladislav Nagy
FOTO: DOPRAVOPROJEKT
Ladislav Nagy je špecialista na mosty v spoločnosti DOPRAVOPROJEKT, a. s.
Literatúra
1. SO 206-00 Lávka pre peších a OA – Turčianske Kľačany.
2. Záverečná správa zo (statickej) zaťažovacej skúšky lávky. Žilinská univerzita v Žiline, Stavebná fakulta, Katedra stavebných konštrukcií a mostov, 2012.
3. Záverečná správa. Dynamická zaťažovacia skúška zavesenej oceľovej lávky pre peších Turčianske Kľačany. Žilinská univerzita v Žiline, Stavebná fakulta, Katedra stavebnej mechaniky, 2012.
Článok bol uverejnený v časopise Inžinierske stavby/Inženýrské stavby.
