Mostné konštrukcie na R2 Kriváň – Mýtna: výzvy výstavby v náročnom teréne
Časopis Inžinierske stavby Úsek R2 Kriváň – Mýtna predstavuje významnú dopravnú stavbu na Slovensku. V rámci združenia R2 Mýtna na ňom realizovala spoločnosť STRABAG s.r.o. dva stavebné objekty, pozostávajúce spolu z troch dilatačných celkov. Išlo o SO 209-01: DC3 s dĺžkou 700 m, ktorý bol vybudovaný technológiou letmej betonáže, a SO 209-02: DC3 + DC4 s celkovou dĺžkou 800 m, budovaný technológiou postupného vysúvania nosnej konštrukcie.
SO 209-01 DC3 – Letmá betonáž
Dilatačný celok sa nachádza približne v miestach odbočky z cesty I/16 smerom na obec Dolná Bzová. Jeho nosná konštrukcia (ďalej NK) pozostáva z dodatočne predpätého betónu C50/60, v priečnom reze ju tvorí monolitická komora, ktorá je po stranách rozšírená prefabrikovanými vzperami a spriahnutá mostovkovou doskou.
V pozdĺžnom smere vytvára DC 3 spojitý nosník so 6 podperami s rozpätiami 50,0
+ 105,0 + 120,0 + 150,0 + 120,0 + 105,0 + 50,0 m. Výška NK je premenná, od 3,55 m v poli až po 9,05 m (6,55 m) nad podperami. Celková šírka mosta je konštantná, 27,50 m, a geometria NK zodpovedá trasovaniu navrhnutej rýchlostnej cesty.
Spodnú stavbu tvorí 6 podpier (P17 až P22) s ich základmi. Každá podpera sa skladá z dvoch stojok s konštantným prierezom, budovaných v pracovných celkoch s dĺžkou 5,0 m pomocou šplhacieho prekladaného debnenia. Podpery 19 a 20 sú do základov a do NK votknuté (tzv. rámové spojenie). Ostatné podpery (17, 18, 21 a 22) sú zhotovené ako kyvné steny, čo znamená, že so základom a s NK sú spojené cez vrubové kĺby.
Vzhľadom na rôzne geologické, materiálové a terénne podmienky boli jednotlivé podpery budované použitím rôznych technológií zaistenia výkopu a založenia. V prípade podpery P18 bolo potrebné výkop zaistiť lanovými kotvami, klincami a striekanými betónmi, zatiaľ čo podpera P20 mala výkop zaistený štetovnicovými stenami. Zakladanie sa muselo prispôsobiť aj geologickým podmienkam, čoho výsledkom sú štyri podpery založené na mikropilótach, jedna podpera na veľkopriemerových pilótach a jedna podpera založená plošne.
Realizácia nosnej konštrukcie
prebiehala v nasledujúcej postupnosti:
1. zhotovenie zárodkov,
2. zhotovenie lamiel,
3. montáž prefabrikovaných vzpier,
4. betonáž konzol,
5. montáž dilatačných nosníkov.
Zárodky NK sa nachádzajú nad podperami, čo po zhotovení zárodku umožnilo nasadiť naň betonárske vozíky na zhotovenie lamiel a prenesenie zaťaženia z NK do podpery. Zárodky sú s podperami spojené rámovo alebo vrubovými kĺbmi. Lamely v celkovom počte 147 sa betónovali súbežne v plnom priereze. Po zhotovení lamiel sa na komorový nosník osadili prefabrikované plošné vzpery v celkovom počte 562 kusov.
Vzpery boli uložené do kapsy zhotovenej v chrbticovom nosníku a montážnymi tyčami sa ukotvili do jadra komorového nosníka. Následne sa zhotovila spriahnutá mostovková doska.
NK je predopnutá v pozdĺžnom, priečnom aj zvislom smere. V pozdĺžnom smere sa použili konzolové káble (všetky káble z 19 lán), káble spojitosti (tvorené z 19 a z 27 lán), pólové káble (všetky káble z 19 lán) a voľné káble (všetky káble z 31 lán). V priečnom smere je NK predopnutá káblami z 5 lán a v zvislom smere káblami z 12 lán.
Na priľahlé dilatačné celky bol SO 209-01 DC3 pripojený pomocou dilatačných nosníkov, ktoré zabezpečujú plynulosť deformácií jednotlivých častí NK. Dilatačný nosník bol kotvený do koncových priečnikov v čele NK a podopretý na stužujúcich diafragmách v lamelách.
Zaujímavým špecifikom tohto dilatačného celku bolo, že na most sa nedal zriadiť prístup pre mechanizmy a iné vozidlá, či už cez oporu, priľahlý dilatačný celok, alebo pomocnú dočasnú lávku. Všetok materiál tak musel byť na mostovku vyložený autožeriavom vrátane autožeriavu na osadenie prefabrikovaných vzpier.
Realizačnému tímu pri tom výrazne pomohlo zapojenie interných BIM špecialistov, a to už vo fáze projektovania. Spoločne vytvorili modely priestorového návrhu zariadenia staveniska, umiestnenia vežového žeriavu či potenciálnych kolízií betonárskych vozíkov pre letmú betonáž s okolitým terénom.
SO 209-02 DC3 + DC4 – Výsuv
Stavebný objekt SO-209-02 bol realizovaný technológiou postupného vysúvania NK.
Oba dilatačné celky tvorí zhodne spojitá 1-komorová 7-poľová konštrukcia s rozpätiami 48,75 + 5 × 60,0 + 48,75 m s veľmi vyloženými konzolami z predpätého betónu. Spojenie DC3 a DC4 bolo zrealizované na podpere 48. Celková šírka mosta je 27,50 m.
Vonkajšie konzoly priečneho rezu sú podopreté tyčovými prefabrikovanými vzperami s obdĺžnikovým prierezom 0,35 × 0,30 m, resp. 0,90 × 0,30 m pri koncových priečnikoch. Vzpery boli navrhnuté v rozdielnej dĺžke pre ľavú a pravú polovicu NK. Pri výstavbe jednotlivých segmentov sa vzpery vkladali do debnenia a prostredníctvom vyčnievajúcej výstuže monoliticky spájali s NK. NK bola predopnutá v pozdĺžnom aj v priečnom smere káblami z lán EN 10138-3-Y1860S7-15,7-I-F1-C1.
Oba dilatačné celky boli pre výsuv rozdelené do 13 segmentov s typickou dĺžkou 30 m, pričom prvý a posledný segment DC3 majú atypickú dĺžku L = (35 m – ½ D), kde D je medzera medzi čelami nosných konštrukcií jednotlivých dilatačných celkov. Dĺžka atypických segmentov DC4 je 34,85 m pri 1. segmente, 22 m pri 12. segmente a 42,8 m pri poslednom 13. segmente. NK bola v prípade oboch dilatačných celkov vysúvaná v združenom priereze, čo znamená, že každý zo segmentov bol vysúvaný v plnej šírke mostovky, tzn. 26,7 m.
Niveleta na DC3 a DC4 klesá v celom úseku v smere staničenia v konštantnom spáde 2 %. Priečny sklon na moste je jednostranný, 2,5 %. NK je uložená na kalotových ložiskách na podperách 47, 48, 49 a na opore 55. Na ostatných podperách vrátane dilatačného piliera 41 boli navrhnuté vrubové kĺby.
Spodnú stavbu tvoria krajná opora 55, vnútorné podpery 41 – 54, pričom na podpere 41 je rozhranie medzi dilatačnými celkami DC2 a DC3 a na podpere 48 je rozhranie medzi dilatačnými celkami DC3 a DC4. Podpery P41 – P49 a opora 55 sú založené na mikropilótach, podpery P52 – P54 na veľkopriemerových pilótach. Podpery P50 a P51 sú založené plošne.
Výsuv nosnej konštrukcie
Výsuv jednotlivých segmentov bol realizovaný z priestoru výrobne situovanej medzi podperami P48 a P49. Výrobňa pozostávala zo sústavy železobetónových konštrukcií, HEB nosníkov a debnenia. Prebiehalo v nej armovanie, betónovanie a predpínanie (súdržných 19- a 12-lanových a priečnych 5-lanových káblov) jednotlivých segmentov NK v šírke celého združeného prierezu. K priečniku prvého segmentu bol prostredníctvom predpínacích tyčí prikotvený 36 m dlhý oceľový výsuvný nos ako pomocná oceľová konštrukcia na redukciu priehybov NK a krákorcových momentov počas výsuvu. Oddebňovanie NK bolo realizované pomocou sústavy hydraulických piestov.
Vo výrobni zhotovený segment sa následne vysúval hydraulickým krokovým zariadením (umiestneným na P47, resp. P50) do požadovanej polohy. Tento proces sa opakoval pre každý segment až do zhotovenia celej dĺžky dilatačného celku. V prípade DC3 to bolo 13-krát v stúpaní 2 % a v prípade DC4 12-krát v klesaní 2 %. DC3 bol z výrobne vysúvaný v smere na Zvolen, zatiaľ čo DC4 bol vysúvaný smerom na Lučenec.
Aj smerový oblúk týchto dvoch dilatačných celkov je rozdielny, preto bolo po dobudovaní DC3 potrebné výrobňu nielen otočiť, ale aj príslušne upraviť pre potreby výstavby DC4. Tento zložitý manéver sa podarilo úspešne zvládnuť najmä vďaka skúsenostiam a dobrej pripravenosti realizačného tímu. Odborníci zo STRABAG-u navrhli pre výrobňu pôdorysne komplikovaný tvar železobetónových stien, na ktorých sa nachádzali klzné plochy pre výsuv.
Steny boli navrhnuté tak, aby bolo po odstránení klzných plôch DC3 možné zhotoviť klzné plochy DC4 v inom smerovom oblúku. Ušetrilo sa tým veľa času, no napriek tomu to bola zložitá operácia, ktorá trvala 5 týždňov a vyžadovala si precízne plánovanie nasadenia pracovníkov, mechanizmov a rôznych špeciálnych činností.
„Otočenie“ spočívalo zjednodušene v demontáži kompletného debnenia, odrezaní klzných plôch diamantovým lanom, pootočení HEB nosníkov 250-tonovým autožeriavom, betonáži klzných plôch v novej polohe a v opätovnom namontovaní debnenia. Súčasne prebiehala demontáž výsuvného nosa, jeho transport od podpery P40 do výrobne, montáž a vysunutie do štartovacej polohy. Zároveň prebiehala komplikovaná demontáž a následná montáž krokového zariadenia na pilieri P50.
Špecifikom DC4 oproti DC3 bolo, že kým NK nemala v mieste krokového zariadenia na podpere P50 dostatočný prítlak, musela byť pri výsuve brzdená pomocou sústavy dutých valcov a predpínacích tyčí.
Po vysunutí každého dilatačného celku boli osadené voľné komorové 31-lanové káble a výsuvné ložiská boli nahradené trvalými ložiskami, resp. vrubovými kĺbmi. Po dokončení týchto prác nasledovala realizácia príslušenstva mosta v podobe ríms, izolácií, liatych asfaltov, asfaltobetónových vrstiev, zvodidiel, zábradlí, protihlukových stien a odvodnenia. Pole NK medzi P48 a P49, tzv. spojovací blok, sa realizovalo vo finálnej pozícii na pevnej skruži.
Rozhodnutie realizovať oba dilatačné celky technológiou postupného vysúvania nosnej konštrukcie vyplynulo zo zhody medzi požiadavkou investora a konštrukčným riešením navrhnutej nosnej konštrukcie, z priestorovo-terénnych podmienok v mieste staveniska a dostupnosti technologického vybavenia v rámci koncernu STRABAG.
Výhoda zvolenej technológie spočíva predovšetkým v tom, že sa prostredníctvom nej dá preklenúť komplikovaný terén a celý pracovný takt prebieha na jednom mieste (vo výrobni), kde má stavebný tím koncentrované celé svoje zázemie vrátane plôch na skladovanie stavebných materiálov a rozmiestnenie vežových žeriavov či čerpadiel pri betonážach.
Kľúčová stavba
„Úsek R2 Kriváň – Mýtna bol pre našu spoločnosť kľúčový, pretože ide o strategicky významnú dopravnú stavbu na Slovensku – časť hlavného ťahu medzi západom a východom krajiny. Tento technicky náročný projekt si vyžadoval moderné inži-
nierske, stavebné a logistické riešenia vrátane 3D modelovania terénu, GPS riadených strojov a digitálneho riadenia výstavby. Účasť na tomto prestížnom stavebnom diele posilnila našu pozíciu jedného z hlavných hráčov v infraštruktúrnych stavbách na Slovensku. Pre STRABAG to bude dobrá referencia pre ďalšie projekty nielen v SR, ale aj v zahraničí,“ konštatuje Peter Kordiak, hlavný stavbyvedúci a zástupca riaditeľa stavby za STRABAG s.r.o.
Text a foto: STRABAG s.r.o.
