História betónových mostov zhotovených technológiou vysúvania

Aj keď sa technológia vysúvania používala už v 19. storočí pri výstavbe oceľových mostov, jej rozvoj pri výstavbe betónových mostov umožnil až vývoj materiálov s nízkym koeficientom trenia, medzi ktoré patrí aj polytetraflóretylén (PTFE), známy ako teflón. Teflón nahradil naolejované dosky, čím sa výrazne znížilo trenie, s ktorým súvisí namáhanie pilierov horizontálnou silou pri vysúvaní, ako aj požiadavky na hydraulické výsuvné zariadenia. Vďaka zníženiu trenia bolo možné vysúvať dlhšie a ťažšie mosty aj na pomerne vysokých pilieroch.

Prvým betónovým mostom, ktorý bol zhotovený technológiou vysúvania, bol trojpoľový 56 metrov dlhý most Vaux-sur-Seine vo Francúzku, postavený v roku 1950. Bol to zároveň prvý most, pri ktorom sa použilo externé predpätie na zabezpečenie spojitosti. Spôsob výstavby sa však od technológie, ako ju poznáme dnes, značne líšil.

Most sa zhotovil za oporami, odkiaľ sa vysunul ponad prekážku na podpernej skruži, pričom sa posúval na naolejovaných trámoch. Následne sa dve vysunuté polovice mosta v strede stredného poľa zmonolitnili.
Ďalšou modifikáciou technológie bolo využitie prefabrikovaných segmentov pri výstavbe mosta ponad rieku Ager v Nemecku v roku 1959 (obr. 1).

Prefabrikované segmenty, dlhé 9,5 m, sa vyrobili za oporou a vysúvali sa ponad údolie po podpernej konštrukcii, na ktorej boli osadené drevené naolejované hranoly. Následne sa dobetónovali škáry a most sa predopol. Veľkou nevýhodou bola potrebná podperná skruž vo všetkých štyroch budovaných poliach mosta. Celková dĺžka mosta bola 280 m.

Prvý most zhotovený technológiou vysúvania tak, ako ju poznáme dnes, bol most ponad rieku Rio Caronni vo Venezuele, postavený v roku 1961 (obr. 2). Pri jeho výstavbe sa použil už aj výsuvný nos, pričom vysúvanie, na rozdiel od predchádzajúcich stavieb, už neprebiehalo na skruži, ale len na klzných ložiskách umiestnených na pilieroch.

Pri vysúvaní sa klzné ložiská posúvali po pilieri, tzn., že po každom kroku výsunu, keď prišli ložiská až na okraj klznej plochy, sa musel most nadvihnúť (naraz na všetkých pilieroch) a klzné ložiská sa museli premiestniť na druhú stranu klznej plochy na pilieri.

Táto operácia bola veľmi zdĺhavá, takže sa postupne prestala pri výstavbe vysúvaných mostov používať – nahradili ju fixované klzné ložiská a klzné platne, ktoré sa vkladajú medzi klzné ložisko a konštrukciu mosta. Pri stavbe mosta ponad rieku Rio Caronni bol jedným z ďalších rozdielov oproti modernej výstavbe vysúvaním aj spôsob zhotovenia hornej stavby.

Celý most sa pripravil z prefabrikovaných segmentov za oporou, odkiaľ sa následne ako jeden celok vysunul. Predpätie vytvorili voľne vedené centrické káble v komore mosta, ktoré boli kotvené v krajných priečnikoch. Po vysunutí mosta sa geometria týchto káblov zmenila na polygón, čím sa predpätie stalo staticky účinnejším, no realizácia tejto zmeny geometrie káblov predstavovala veľmi náročnú operáciu, takže pri ďalších mostoch sa toto riešenie viac nepoužilo.

Pri ďalších mostoch stavaných technológiou vysúvania sa už navrhli dva typy káblov, a to centrické káble na pokrytie účinkov najmä vlastnej tiaže počas výsunu, ktoré sa následne po dokončení výsunu doplnili polygonálnymi káblami na pokrytie účinkov dopravy. Nepraktickým sa ukázalo aj zhotovenie celého mosta za oporou, takže ďalšie mosty sa už stavali po jednotlivých záberoch, ktoré sa postupne vysúvali z výrobne ponad údolie, resp. rieku.

Neprehliadnite: Most pre zranené mesto

Prvým takýmto mostom bol most ponad rieku Inn v Kufsteine v Nemecku, postavený v roku 1965. Pri jeho výstavbe sa takisto použili dočasné piliere, čím sa úplne eliminovala potreba predpätia v štádiách výstavby (v tejto fáze bol most vystužený len betonárskou výstužou). Po vysunutí mosta sa zhotovili parabolické predpínacie káble a odstránili sa dočasné podpery.

Technológiu vysúvania si dal patentovať prof. Leonhardt v roku 1967 v Nemecku. V nasledujúcich 10 rokoch (teda od roku 1967 do roku 1977) sa postavilo touto technológiou na svete 80 mostov s celkovou dĺžkou 25 km. Rozmachu technológie vysúvania v ďalších rokoch významne pomohli skúsenosti a vedomosti získané v pilotných projektoch, ako aj dostupnosť teflónových platní.

V snahe urýchliť výstavbu, resp. znížiť cenu stavby, sa postupne objavili rôzne modifikácie technológie, ako aj jej aplikácie pri čoraz zložitejšej geometrii mostov. V súčasnosti patrí táto metóda výstavby betónových mostov medzi najprogresívnejšie a technicky najprepracovanejšie technológie.

Vývoj na Slovensku

Prvým vysúvaným mostom v bývalom Československu bol most postavený v roku 1972 v Tomiciach, dnes v ČR (obr. 3). Išlo o trojpoľový most s dĺžkou nosnej konštrukcie 122 m a s maximálnym rozpätím stredného poľa 51 m. Výška komory mosta bola 2,5 m (pomer výšky prierezu k max. rozpätiu (h/L) bol približne 1/20,5). Tento most slúžil ako experimentálny most na overenie funkčnosti a efektivity technológie vysúvania.

Pri výstavbe sa použili štyri dočasné piliere, jeden v krajných poliach a dva v strednom poli. Na redukciu ohybového momentu počas výsunu sa použil navyše aj dočasný pylón s rektifikovateľnou silou v závesoch, ktorá sa regulovala pomocou hydraulického lisu umiestneného v päte pylónu. Dobová schéma výstavby je na obr. 4.

Pri nadvihovaní pylónu sa zväčšovala ťahová sila v závesoch, čím sa redukoval záporný moment na konzole. Pri výsune sa na zníženie trenia použili klzné ložiská a teflónové platne. Oceľový výsuvný nos, ktorý dnes patrí medzi základné časti tejto technológie, sa však nepoužil. Aj napriek tomu, že išlo o krátky most, technológia bola v porovnaní s pevnou skružou vyhodnotená ako ekonomicky výhodnejšia a rýchlejšia.

Úspech pri výstavbe experimentálneho vysúvaného mosta v Tomiciach viedol k ďalším aplikáciám tejto technológie na území Českej republiky. Na území Slovenska sa táto technológia nepoužila až do roku 2005, keď sa začala výstavba prvého vysúvaného mosta v Štrbe (obr. 5).

Hlavný dôvod, prečo sa táto technológia na Slovensku dovtedy neuplatnila, predstavovali rozvinuté konkurenčné technológie, ktoré mali na Slovensku dlhoročnú tradíciu, a to najmä letmá montáž (PDK) a tyčové prefabrikáty. Až rozmach diaľničnej výstavby a plná vyťaženosť výrobní prefabrikátov viedli k hľadaniu iných, ekonomicky výhodných technológií.

Veľkú zásluhu na zavedení technológie vysúvania na území SR mal najmä Ing. Matúš Búci, ktorý získal prax pri výstavbe vysúvaných mostov v Nemecku. V spolupráci s nemeckou firmou tak mohol Doprastav aplikovať túto technológiu na úseku Važec – Mengusovce, na 598 m dlhom moste pri obci Štrba.

Úspech, aký táto technológia priniesla z ekonomického hľadiska a tiež z hľadiska rýchlosti výstavby, pomohol v nasledujúcich rokoch k jej rozmachu aj na území SR. Necelých 10 rokov po dokončení mosta v Štrbe, v roku 2017, boli na Slovensku vo výstavbe naraz až tri betónové vysúvané mosty.

Celkovo sa na území SR zrealizovalo dodnes (2019) vysúvaním sedem mostných estakád, jedna je aktuálne vo výstavbe (estakáda pri Prešove). Technológia vysúvania sa tak stala štandardnou technológiou používanou pri výstavbe betónových diaľničných mostov na Slovensku.

Prehľad vysúvaných betónových mostov postavených na Slovensku v rokoch 2005 až 2019

Most pri Štrbe (D1, Važec – Mengusovce, obj. 205)

Ide o prvý vysúvaný most na území SR. Most je v konštantnom smerovom oblúku a vzhľadom na technológiu vysúvania má pomerne veľký pozdĺžny sklon 3,4 %. Fotografia z výstavby mosta je na obr. 5. Doplňujúce informácie z výstavby sú uvedené v [3].

Most v Považskej Bystrici (D1, Sverepec – Vrtižer, obj. 206)

V poradí druhým vysúvaným mostom na Slovensku bol most v Považskej Bystrici (obr. 6), na ktorom sa na rozdiel od mosta v Štrbe nepoužili na výsun hydraulické zdviháky a laná, ale použilo sa hydraulické dvojčinné krokovacie zariadenie. Komplikáciou pri výsune bolo napojenie odbočujúcej vetvy (obr. 7), ktorej zárodok sa vybetónoval v rámci komory mosta vo výrobni. Komplexná geometria tohto zárodku si vyžiadala modifikáciu debnenia výrobne v danom výrobnom takte a ovplyvnila aj návrh predpätia v štádiu výstavby [4].

Most v Nitre (R1, Nitra, západ – Selenec, obj. 209)

Most na obchvate Nitry je dodnes najdlhším mostom v SR postaveným technológiou vysúvania s dĺžkou nosnej konštrukcie 806,6 m. Na rozdiel od klasického postupu, keď sa najprv vybuduje jeden most a technológia sa premiestni na paralelný most, sa v tomto prípade budovali oba mosty naraz (obr. 8).

Toto riešenie urýchlilo výstavbu, aj keď si, samozrejme, vyžadovalo dvojnásobný počet potrebných technologických častí, čím sa cena stavby zvýšila. Pri každom moste sa použili dva páry synchronizovaných krokovacích hydraulických zariadení, ktoré boli umiestnené na oporách a na dočasných masívnych podperách (obr. 9) pri pilieroch približne v strede mosta [5].

Most pri Levoči (D1, Jánovce – Jablonov, obj. 205)

Ďalším mostom, ktorý sa staval technológiou vysúvania, bola estakáda na diaľničnom úseku Jánovce – Jablonov (obr. 10) ponad údolie a Iliášovský potok s dĺžkou nosnej konštrukcie 407 m [6].

Most pri Žiline (D1, Hričovské Podhradie – Lietavská Lúčka, obj. 201)

Vysúvaný most pri Dolnom Hričove (obr. 11) je výnimočný najmä maximálnym rozpätím svojich dvoch polí, ktoré dosahuje až 68 m a bolo počas vysúvania preklenuté bez použitia dočasných pilierov. Rozpätia ostatných polí boli od 37,1 do 60 m.

Nasadenie technológie vysúvania pri takomto moste s výrazne rozdielnymi dĺžkami polí a bez dočasných pilierov v najdlhších poliach môžeme považovať za neštandardné. Použitie technológie vysúvania v tomto prípade vyplynulo z potreby premostiť cestu a železnicu s minimálnymi obmedzeniami dopravy, čo by nebolo možné s použitím inej technológie [7].

Most pri Ružomberku (D1, Hubová – Ivachnová, obj. 213)

Druhým najdlhším mostom, aký bol na Slovensku postavený technológiou vysúvania, je diaľničná estakáda s pracovným označením SO-213 (obr. 12) na úseku Hubová – Ivachnová. Dĺžka nosnej konštrukcie je 756 m. Ide zároveň o najvyšší most stavaný touto technológiou na Slovensku (výška pilierov dosahuje 41 m). Zaujímavosťou je aj odľahčenie konzoly počas výstavby tým, že sa časť hornej dosky komory pri výsuvnom nose dobetónovala dodatočne až po vysunutí mosta [8].

Most pri obci Svrčinovec (D3, Svrčinovec – Skalité, obj. 237)

Pri výstavbe tohto diaľničného mosta sa použila veľmi netradičná modifikácia technológie vysúvania. Blízkosť staveniska tunela znemožnila umiestniť výrobňu v požadovanej vzdialenosti od opory, čo viedlo k osadeniu výsuvného zariadenia na pilier. Na zachytenie veľkej horizontálnej sily, ktorá pôsobila na tomto pilieri pri vysúvaní, sa medzi pilier a oporu osadili rozperné rámy.

Týmto riešením sa zaistil prenos horizontálnej sily z piliera do opory, čím sa výrazne zredukovalo namáhanie piliera v štádiu výstavby. Vďaka takémuto riešeniu bolo možné v stiesnených podmienkach umiestniť výrobňu tesne za oporu. Na obr. 13 je pohľad na most, časť výrobne tesne za oporou a na pilier, na ktorom sú uložené výsuvné zariadenia [9].

Prešov (D1, Prešov, západ – Prešov, juh, obj. 206)

S výstavbou mosta pri Prešove (obr. 14), ktorý je situovaný vo výškovom oblúku, sa začalo v roku 2018. Na rozdiel od predošlých vysúvaných mostov na Slovensku, na ktorých sa takmer celá technológia riešila vždy formou zahraničnej subdodávky, pri tomto moste navrhol všetky technologické časti Ing. M. Búci a dodala ich firma Doprastav v spolupráci so švajčiarskou firmou Hebetec. Tento most je, žiaľ, zároveň posledným vysúvaným mostom, na ktorom sa Ing. M. Búci podieľal.

Záver

Na Slovensku sa za posledných 15 rokov postavilo 7 betónových estakád technológiou vysúvania, pričom sa použili rôzne varianty technických riešení, a technológia vysúvania betónových mostov sa použila aj pri pomerne komplikovaných mostoch s odbočujúcimi vetvami. Ukázalo sa, že technológia vysúvania je dnes už dobre zvládnutá a stala sa štandardnou technológiou pri výstavbe betónových mostov aj na Slovensku.

O jej rozvoj u nás sa vo veľkej miere zaslúžil Ing. Matúš Búci, pod ktorého vedením som viac ako rok pracoval v Štrbe a následne po mojom odchode z Doprastavu sme často spolupracovali pri riešení rôznych technických problémov spojených s touto technológiou. Z osobnej skúsenosti teda môžem uviesť, že mostárska obec prišla o významného odborníka a inovátora.

Život však ide ďalej a verím, že odkaz, ktorý zanechal, poslúži ďalším generáciám mostárov ako inšpirácia a technológia vysúvania sa bude na Slovensku ďalej rozvíjať. Matúš, ak si toto niekde v mostárskom nebi čítate, vedzte, že na vás nezabudneme.

Príspevok vznikol s podporou výskumného projektu APVV-17-0204.

Peter Paulík je prezident SNK fib, pôsobí na Katedre betónových konštrukcií a mostov SvF STU v Bratislave.

Literatúra

1. Pauser, A.: Massivbrücken, ISBN 3-9501576-0-3, Wien, 2002.
2. Dahinter, K.: První most z předpjatého betonu postavený v ČSSR metodou vysouvání. In: Inženýrské stavby, číslo 4/1974.
3. Búci, M. – Paulík, P.: Vysúvaný most v Štrbe – poznatky a skúsenosti z realizácie. Betón na Slovensku 2006 – 2010, Bratislava: JAGA Group, 2010.
4. Vorschneider, R. – Pisarčík, R. – Meľová, T. – Hurbánek, P. – Engler, V.: Diaľnica D1, Sverepec – Vrtižer 206-02B Mestská estakáda – dilatačný celok 2. Betón na Slovensku 2006 – 2010, Bratislava: JAGA Group, 2010.
5. Sedlák, A. – Magyar, R. – Placek, Ľ.: Most nad Priemyselnou ulicou na rýchlostnej ceste R1 Nitra – Selenec. Betón na Slovensku 2006 – 2010, Bratislava: JAGA Group, 2010.
6. Meľová, T. – Šístek, M.: Diaľnica D1 Jánovce – Jablonov, I. úsek, 205-00 Most na diaľnici nad Iliašovským potokom. In: Inžinierske stavby, č. 6/2013.
7. Chalupec, A. – Kročka, J. – Ondroš, M.: Estakáda v Dolnom Hričove na diaľnici D1 Hričovské Podhradie – Lietavská Lúčka v km 24,740. Betón na Slovensku 2014 – 2018, Bratislava: IRIS, 2018.
8. Hanuš, F. a kol.: Most 213 na dálnici D1 v úseku Hubová – Ivachnová v km 8,214 – 8,969. Betón na Slovensku 2014 – 2018, Bratislava: IRIS, 2018.
9. Búci, M. – Kvasnička, V.: Diaľnica D3 Svrčinovec – Skalité, SO-237-10 most na diaľnici v križovatke Svrčinovec nad traťou ŽSR, Šlahorovým potokom a cestou I/11 v km 21,780 – 22,220. Betón na Slovensku 2014 – 2018, Bratislava: IRIS, 2018.
10. Búci, M. – Paulík, P. – Sermet, M.: Vysúvaný most pri Prešove: problematika návrhu technológie vysúvania s ohľadom na sily vyvodené trením na klzných ložiskách. In: Betonárske dni 2018, Bratislava, 2018.

Článok bol uverejnený v časopise Inžinierske stavby 2/2019.