Viadukt Millau – koncepcia a realizácia projektu
Galéria(6)

Viadukt Millau – koncepcia a realizácia projektu

Stavebné dielo, ktoré svojou myšlienkou a technológiou vzdáva hold inžinierstvu mostov – to je viadukt Millau vo Francúzsku. Tento most fascinuje odbornú aj širokú verejnosť od spustenia prevádzky. V druhej časti o tomto významnom diele vás oboznámime s metodikou návrhu a spôsobom jeho realizácie.

Koncepcia projektu
Viadukt je viacnásobne zavesený most s ôsmimi poliami 204 + 6 × 342 + 204 m, celkom 2 460 m dlhý, zakrivený v miernom kruhovom oblúku 20 000 m smerom na východ a v konštantnom sklone 3,025 % od severu k juhu. V priečnom profile diaľnice A75 sú na viadukte 4 dopravné pruhy široké 3,0 m, odstavné pruhy široké 3,0 m a ľavé krajnice v šírke 1,0 m, ďalej zvodidlá BN 4-16 a stena chrániaca pred účinkami bočného vetra. V strednom pruhu so šírkou 4,45 m je stredná rovina závesov a pylóny. Priečny rez má šírku nosnej konštrukcie 27,75 m a celý viadukt je široký 32 m. Viadukt Millau si udržiava medzi zavesenými mostami s viacerými poliami vďaka týmto parametrom svetový rekord a je mostom s najvyššími piliermi na svete.

Lokalita a prekážky

Viadukt premosťuje od severu k juhu rozsiahle údolie s náročným terénnym reliéfom – severný svah so sklonom 40 % a prevýšením 240 m na dĺžke 600 m, 200 m široké údolie s korytom rieky Tarn, ľavý breh s prevýšením 125 m na 280 m, plošinu dĺžky cca 1 000 m so sklonom 7 až 30 % a južný svah v dĺžke cca 400 m s najprudším sklonom – takmer 1/1 v blízkosti južnej opory. Most ďalej prekračuje miestne cesty RD 992, RD 41 a železnicu Clermont-Ferrand – Béziers. Členitosť lokality a prudké stúpanie viedli k obmedzeniu počtu pilierov a k ich umiestneniu pri hornej úrovni svahov alebo pri ich päte. Územie lokality tvoria druhohorné formácie zložené z vápencov, opúk a slieňov, ktoré pokrývajú mladšie vrstvy sutín a zosuvy nerovnakej hrúbky do 10 m. Ťažkosti pri zakladaní boli vo vápencovom podloží s krasovými kavernami s ílovitou výplňou a s tektonickými poruchami, kým sliene boli celistvé a porúch mali len veľmi málo. Vrchné vrstvy svahových sutín a zvetraných slieňov nad kompaktnými slieňmi boli na hranici stability a pred iniciáciou zosuvu, ktorý pri pracovnej plošine P7 a vo svahu pri provizórnej podpore Pi5 aj vznikol.



Podmienky na projektové práce

V súlade s predpismi sa pre potreby verejnej súťaže stanovili pevné základné parametre vyplývajúce z prieskumov, výsledkov architektonickej súťaže a z už schválených projektových stupňov:

  • z hľadiska architektúry – zadaný typ mosta (viadukt s mnohopólovým zavesením, spojitý, s umiestnením pilierov a podpier, geometriou pilierov a pylónov) a záväzný súhrn architektonických zásad;
  • geometria a funkčné parametre – pevný pôdorys, priečny a pozdĺžny rez a vzorový priečny rez priestorového usporiadania na moste;
  • z technického hľadiska – životnosť viaduktu 120 rokov, založenie na šachtových pilieroch, ochranné clony proti vetru z transparentných materiálov, prístup do vnútorných priestorov mosta, statický výpočet podľa záväzných predpisov a pokynov uvedených v podmienkach zadania.


Architektúra a statická schéma

Architektonická koncepcia viaduktu bola dielom slávneho anglického architekta Sira Normana Fostera, ktorý s francúzsko-britským tímom Sogelerg zvíťazil v roku 1996 v medzinárodnej verejnej súťaži. Voľba oceľovej nosnej konštrukcie vyplynula z logiky tenkej zavesenej konštrukcie, ktorá má vo veľkej výške nad terénom minimálnu plochu vystavenú pôsobeniu silného vetra. Konštrukčnou zvláštnosťou mosta je priebežné zavesenie ôsmich polí. Pri klasickom zavesenom moste s jedným poľom zaisťujú polohu pylónu závesy ukotvené pri podperách alebo pri pilieroch. V subtílnom viadukte Millau už túto funkciu nemajú a pylón sa pootáča smerom k zaťaženému poľu. Votknutím nosnej konštrukcie do pilierov a pylónov sa zvýšila tuhosť konštrukcie – zvislé posuny v zaťaženom poli sú redukované a sily v susedných poliach sú podstatne menšie.

Dimenzia preto súvisí s voľbou tuhosti pilierov a pylónov – nosná konštrukcia štíhlych pilierov a pylónov je hrubšia, pri tuhých má redukovanú tuhosť a je štíhlejšia. Pre viadukt Millau sa zvolilo druhé riešenie, ktoré aj pri namáhaní silným vetrom umožnilo redukciu hrúbky nosnej konštrukcie. Votknutie do pilierov s veľkou tuhosťou však prinieslo problém spojený s účinkami teploty (pri betónovej nosnej konštrukcii by to boli ešte navyše zmeny spôsobené dotvarovaním a zmršťovaním). Maximálne pozdĺžne dilatácie 0,6 m, ktoré môžu na oboch koncoch mosta vznikať, by pri krajných pilieroch vyvodili sily presahujúce kapacitu ich únosnosti. Navrhnuté riešenie, ktoré súčasne zaisťuje rotačné votknutie nosnej konštrukcie aj horizontálnu štíhlosť, je kompatibilné s deformáciami teplom a spočíva v zdvojení horných 90 m pilierov do dvoch nezávislých driekov.

Rozmery museli ostať masívne, aby sa vylúčila nestabilita z vybočenia. Vyľahčenie systému sa preto realizovalo umiestnením dvojíc pevných ložísk na hlave každého z driekov piliera. Tým sa dosiahlo ohybové votknutie medzi piliermi a nosnou konštrukciou v pozdĺžnom smere a zároveň redukcia účinkov teploty súvisiaca s menšou tuhosťou pilierov ich rozdelením do dvoch nezávislých listov. Z dôvodov estetickej jednotnosti sa drieky všetkých pilierov rozdvojili. Podobné opatrenie sa urobilo pri oceľových pylónov v tvare obráteného Y, orientovaných pozdĺžne a umiestnených v predĺžení zdvojených driekov pilierov. Toto usporiadanie dáva pylónom značnú tuhosť zodpovedajúcu hľadanému efektu. Piliere a pylóny sa tým podieľajú na únosnosti mostu v pozdĺžnom ohybe.

Nosná konštrukcia
Nosnú konštrukciu tvorí oceľová komora lichobežníkového tvaru s max. výškou v ose 4,2 m. Horná ortotropná doska je v bežných úsekoch z plechov hrúbky 12 a 14 mm. Pre únavovú únosnosť je pod jazdnými pásmi v celej dĺžke hrúbka 14 mm a zväčšuje sa iba pri pylónoch. Ortotropná doska mostovky je pozdĺžne vystužená každých 600 mm korýtkami hrúbky 7 mm, ktoré prechádzajú priečnymi výstuhami. Šikmé spodné dosky bočných komôr sú zvarené z plechov hrúbky 12 mm, pri pylónoch z plechov s hrúbkou 14 a 16 mm. Dno komory je z plechov hrúbky 25 až 80 mm a je vystužené tromi korýtkami z plechov hrúbky 14 a 16 mm. Po celej dĺžke mostu sú uprostred prierezu vo vzdialenostiach 4 m pozdĺžne steny hrúbky 20 až 40 mm. V spodnej časti sú navrhnuté tak, aby prevzali zaťaženie reakciami provizórnych podpier počas vysúvania nosnej konštrukcie. Priečne vystuženie prierezu zabezpečujú priehradové diafragmy vo vzdialenostiach 4,17 m.

Piliere, pylóny, závesy
Pôdorysné rozmery pilierov sú premenné po celej výške a zodpovedajú priebehu ohybových momentov. Všetky sú založené na systéme kombinácie plošných a hlbinných základov, t. j. na obdĺžníkovej pätke, uložené na štyroch šachtových pilieroch zakotvených do skalného podložia. V pozdĺžnom smere mostu je pôdorys pilierov takmer konštantný (16 až 17 m), priečny rozmer sa mení od 10 m v hlave pilierov do 27 m v päte najvyššieho piliera. Nosná konštrukcia je uložená na všetkých pilieroch na pevných kalotových ložiskách vytvárajúcich spojenie typu kĺb. Aby nedošlo k jej nadvihnutiu z ložísk, je ukotvená do pilierov predpínacími káblami.

Predpätím zdvojených listov driekov po celej výške ôsmich káblov 19T15S sa zredukoval vznik trhlín a množstvo betonárskej výstuže v úložných prahoch. Pylón je v mieste každej nohy votknutý do nosnej konštrukcie oceľovými priečnikmi v tubuse mosta. Zaistil sa tak plynulý pozdĺžny prechod medzi plechom steny strednej komory a plechom steny pylónu aj priečne rámové stuženie nad ložiskami každého drieku piliera.

Celková výška oceľového pylónu komôrkového prierezu a tvaru obráteného Y je 87 m. Nohy sú vysoké 38 m, široké 3,50 m a v pozdĺžnom smeru mosta majú rozmer 4,75 m. Sú predĺžené stožiarom s výškou 49 m, do ktorého sú ukotvené závesy. Rozmery v priečnom smere má rovnaké ako nohy pylónu a v pozdĺžnom smere mosta premenné od 9,70 m dolu do 2,40 m na vrchole. Každé pole je zavesené v semiharfovom usporiadaní jedenástich párov závesov v stredovej rovine pozdĺžnej osi viaduktu. Závesy sú kotvené z oboch strán pylónov a v úrovni vozovky v stredovom páse, kde sledujú v pravidelných vzdialenostiach 12,51 m oblúkový priebeh trasy. Sú z galvanizovaných lán T15S typu monostrand, pevnosti 1 860 MPa, v obaloch s ochranou petrolejovým voskom. Každý záves je chránený vonkajšou nezainjektovanou obalovou trubkou aerodynamického tvaru z bieleho PEHD s UV ochranou a s nespojitou špirálou na povrchu, ktorá vylúči kombinácie vibrácií z účinkov vetra a dažďa. Počet lán v závesoch je od 45 T15 pri pylónoch až po 91 T15 v strede polí. Kotvy sú v úrovni vozovky rektifikovateľné a v pylóne pevné.

Výskum pôsobenia účinkov vetra

Most musel byť dimenzovaný na účinky generované turbulenciami silného vetra. Účinky stredne silného (statický výpočet) a turbulentného vetra (spektrálna analýza) sa skúmali v rôznych prevádzkových konfiguráciách a stavebných fázach pre tri zóny vetra, pre vietor priečny 90° a šikmý 45°. Naproti očakávaniu bol na dimenzovanie rozhodujúci šikmý vietor.

Výber materiálov

Nosná konštrukcia a pylóny sú z ocele triedy S355 a S460. Piliere sú z betónu B60, ktorý bol navrhnutý skôr ako vysoko kvalitný z hľadiska trvanlivosti, než ako vysoko pevný z dôvodu nosnosti. Hlavné požiadavky na vlastnosti betónov boli:

  • ochrana proti alkalickej reakcii (úroveň C),
  • ochrana proti vnútornej oneskorenej sulfátovej reakcii,
  • odolnosť voči mrazu (podľa predpisu GRA 2002),
  • trvanlivosť z hľadiska ochrany výstuže.

Základy stavby a opory z betónu B35.

Realizácia mosta
Zariadenie staveniska
Zariadenie staveniska s plochou asi 8 ha bolo na štyroch rôznych miestach stavby a vychádzalo zo:

  • zásobovania z hlavnej komunikácie popri stavbe, zásobovania stavby energiou, vodou a pod.,
  • snahy o optimálne rozmiestenie a limitovanie vnútornej a externej dopravy.

Ťažké vozidlá mali prístupy hlavne zo severu a z juhu, aby sa neobmedzovala verejná komunikácia RD 992. Základne obsahovali, okrem iného, dve betonárky 80 m3/h, staveniskové armovne betonárskej výstuže, dielne a sklady strojovej údržby, kancelárie dozorov poskytovateľa koncesie (AIOA) a nezávislého dozoru investora. V priestore stred boli aj budovy a parkovisko na styk s verejnosťou (koncom roku 2004 už cez 500 000 návštevníkov).

Realizácia spodnej stavby

Stavba pilierov

Základy
Geotechnické podklady vychádzali z prieskumov prípravných projektov. Pred začatím zemných prác v objeme 350 000 m3 v zime 2001/2002 sa pri každej podpere uskutočnili aj doplnkové prieskumy. Hĺbenými sondami a jadrovými vrtmi sa overili predpoklady statických výpočtov. Na základe prieskumov sa zmenilo plošné založenie na založenie kombinované hlbinné a plošné, zväčšila sa hĺbka šachtových pilierov, nevhodné zóny trhlín a kaverien s ílovou výplňou sa sanovali betónom. Základové pätky sú na štyroch šachtových pilieroch s priemerom do 5 m a hĺbkou do 17 m, hĺbených po 1,50 m hydraulickým rýpadlom s kladivom a postupne sú pažené striekaným betónom.

Betonáž vyľahčených pätiek betónom triedy B35 s objemom 1 100 až 2 100 m3 sa vykonávala čerpadlom a trvala až 30 hodín. Pri značnom objeme ukladaného betónu sa podarilo obmedziť teploty pri hydratácii vďaka cementu s nízkym vývojom počiatočného tepla, redukcii dávkovania CEM I 52,5 PM ES-CP 2 na 300 kg/m3 a použitím mikrosilikátov (30 kg/m3). Rozdiely teplôt klesli na 35 °C. So zmesou zahriatou na 25 °C bol nárast teploty do 60 °C, ktorá sa v prostredí s možným prúdením vody pokladá za maximum, aby nevznikla síranová reakcia. Debnenie sa ponechalo na miestach aj viac ako týždeň, aby sa vylúčil tepelný šok a predišlo sa riziku vzniku trhlín.

Drieky pilierov
V hornej časti sú zdvojené piliere z betónu B60 vyrábaného dvoma betonárkami. Prvých 30 m s hrúbkou stien viac ako 60 cm sa betónovalo čerpadlom, ďalšia betonáž pokračovala betonážnymi košmi a vežovým žeriavom. Každý pilier sa organizoval samostatne – celú spodnú stavbu tvorilo sedem od seba nezávislých stavenísk.

Premena geometrie pilierov po výške závisela od vývoja tvaru plôch a málo zreteľných zmien uhlov. Debnenie dutých pilierov sa neustále adaptovalo podľa komplexnej geometrie a vyžadovalo presnú techniku a spoluprácu s jeho dodávateľom. Vonkajšie šplhacie debnenia postupovali hydraulicky bez žeriavu, s pomocou samošplhacích konzol, vnútorné debnenia sa prekladali žeriavom. Ekonomické šplhacie debnenie sa vo vnútri nepoužilo pre medziľahlé stropy vo vzdialenostiach 30 m. Kovové debnenie sa použilo často a malo vysokú kvalitu lícnych povrchov. Kontrola geometrickej presnosti v smere X a Y rádovo 5 mm sa vykonávala systémom GPS. V spodnej časti trvala betonáž s betonážnymi košmi s objemom 3 m3 6 až 7 hodín. Najväčšie množstvo – 322 m3 betónu bolo v jednom bloku piliera P2 a uložilo sa za 12 hodín, v hornej časti bola rýchlosť 15 až 25 m3/h. Výstuhové armokoše sa zhotovovali v teréne a kompletizovali sa na pilieri. Výpočty teplotného režimu ukázali, že pri zmesi ohriatej maximálne na 25 °C sa uvoľní vnútri betónu teplo až vo výške 55 °C a jeho teplota narastie maximálne na 80 °C. Ekvivalentný vek betónu na oddebnenie sa určoval výpočtom zretia betónu.

Hlavy pilierov
Pôvodný návrh uzavrieť vnútornú dutinu zdvojených driekov oceľovým úložným prahom sa nahradil bežným betónovým prierezom až pod nosnou konštrukciou. Inštalácia zariadenia na vysúvanie bola potom veľmi náročná. Úložné prahy vo vrchnej časti tvoria plné prierezy zdvojených driekov na výšku piatich betonážnych etáp po úroveň –17,85 m. Každá betonáž sa vykonala naraz. Betón driekov a úložných prahov mal triedu B60 G 0/14 (frakcia) s dávkou 420 kg/m3 cementu CEM I 52,5 PMES CP2. Do pilierov sa vstupuje dvoma otvormi 0,80 × 0,80 m, počas stavby bol k dispozícii výťah. Pri vysunutí sa nosná konštrukcia opierala o úložné bloky umiestnené na oceľových konzolách. Obidve konzoly mali dva vodorovné pozdĺžne nosníky, boli spojené doskou a podoprené trojuholníkovou vzperou umiestnenou vo zvislej drážke piliera. Konzoly sa zopli proti driekom tromi káblami 27T15S umiestnenými v každom vodorovnom nosníku a táto dvojica tiahlí zaisťovala prenos síl medzi oboma driekmi piliera, v spodnej úrovni vzper bola rozpera. Inšpekčná komora pod horným úložným prahom slúžila na inštaláciu predpätých káblov 37T15S kotviacich nosnou konštrukciou do pilierov.

Predpätie pilierov
Zdvojené drieky sú predpäté po celej výške. Krajné piliere P1 a P7 sú citlivé na deformácie od teplotných účinkov a drieky najvyšších pilierov P2 až P6 sú citlivé na namáhanie turbulenciami vetra. Predpätie má priaznivý vplyv na trvanlivosť mostu a jeho požadovanú životnosť 120 rokov. Každý zdvojený driek sa predpel 8 káblami 19T15S systému Dywidag. 4 káble sú kotvené nad podestou v úrovni – 60 m a ďalšie štyri medzi dvoma podestami spojenia driekov v úrovni – 90 m. Káblové kanáliky sú z oceľových trubiek a tesnosť spojov zabezpečujú tepelne zmrštiteľné manžety. Navliekanie lán bolo možné iba zhora a kotvenie iba z úložných prahov. Injektážne čerpadlo schopné injektovať 100 m kábla zo spodnej úrovne sa umiestnilo na plošine v úrovni separácie driekov. Pre kontrolu stúpania injektážnej malty a prípadnému posilneniu injektáže sa odvzdušnenie káblov uskutočnilo na medziľahlých podestách.

Ložiská
Pre malý priestor na hlave piliera, veľkosť podporných síl (90 MN, resp. 115 MN v MSÚ) a požadovaným pootočením, sú ložiská veľmi kompaktné (4 ložiská na celý pilier), pevné so sférickou kalotou s klznou plochou z bronzovej zliatiny DUB, ktorá má koeficient trenia 0,13 pri teplote –35 °C a prípustné napätie v tlaku 140 MPa (v MSÚ 182 MPa).

Stavba podpier
Podpery šírky 13 m sú z betónu triedy B35 G 0/14 s min. 385 kg/m3 cementu CPA CEM I 52,5 PMES CP2 a sú odľahčené. Majú vonkajšiu bočnú konzolu predlžujúcu tvar priečneho rezu až do prieniku s prirodzeným terénom. Aby podpery odolávali účinkom posypových solí, sú z prevzdušneného betónu. Na severnej strane boli v podloží pred podperou C0 veľké vertikálne trhliny, ktoré si vynútili konsolidáciu svahu na prenos síl pri vysúvaní. Pod základom sa preto vybudovali šachtové piliere priemeru 4,5 m a hĺbky 12 m, ktoré prevzali všetky sily od zaťaženia počas vysúvania. Zvislé trhliny sa vyčistili a vyplnili betónom. Zaistilo sa tak spojenie medzi rôznymi vápencovými blokmi bez toho, aby sa menila lokálna hydrológia. Južná podpera C8 sa založila na vystuženom podklade, aby sa vylúčilo nerovnomerné sadanie v zadnej zóne, kde sa zjavila kaverna výšky cca 6 m. Tá sa musela vyčistiť a vyplniť betónom (približne 150 m3).

Provizórne podpery
Nosná konštrukcia sa vysúvala vo všetkých poliach okrem polí P2-P3 cez priestorové priehradové medzipodpery z trubiek z ocele S460 s priemerom 1 016 mm a prierezom 12 × 12 m. V okrajových poliach mali výšku do 30 m, ostatných päť malo výšku až 173 m a montovali sa teleskopážou. Teleskopický systém, tzv. teleskopáž tvorila oceľová konštrukcia výšky 36 m, schopná zachytiť sily vetra s rýchlosťou až 180 km/h. Jej kapacita bola využiteľná do výšky 140 m. Lisy mali zdvih 1,0 m. Po usadení lisov pod hrebeňové tyče pomocou klinov sa lisy aktivovali a priehradovina sa zdvihla k ďalšiemu zadržovaciemu zárezu hrebeňa. Celková hmotnosť medzipodpory spolu so zariadením na vysúvanie bola 5 000 t. Medzipodpory boli založené na šachtových pilieroch s priemerom 4,50 m, hĺbkou až 11 m a na pätkách s veľkosťou 18 × 19 m.

Výroba a montáž nosnej konštrukcie a pylónov
Výroba nosnej konštrukcie v mostárni
Priečny rez oceľovej nosnej konštrukcie sa vyrábal vo vlastných mostárňach firmy EIFFEL s nevyhnutnou montážou na mieste. Bežná sekcia nosnej konštrukcie sa skladá zo strednej komory 4 × 4,20 m, z medziľahlých vystužených dielov (horné a spodné dosky), z dvoch bočných komôr a vzpier UPN vytvárajúcich priečnu diafragmu. Vyrobilo sa celkom 2 078 doskových prvkov a 173 dielov strednej komory. Doskové elementy a bočné komory sa dopravili z mostárne na stavbu do Millau. Prvky strednej komory sa najprv dopravili do špeciálnych dielní na predmontovanie a kontrolu a potom v rytme 3 komory za týždeň, v dĺžkach 15 až 22 m a hmotnostiach do 90 t na stavbu.

Montáž nosnej konštrukcie na mieste
Za každou podperou na pláni diaľnice boli montážne plochy subdodávateľov zariadené všetkým nevyhnutným zariadením. Každá mala tri pracovné zóny dlhé 171 m, každá so špecifickými činnosťami – najďalej od podpery sa zostavovala centrálna komora, v druhej zóne sa montovali a pripájali ďalšie prvky, v tretej zóne sa konštrukcia natrela, montovali sa zvodidlá, rímsy, ochranné steny proti vetru a ich výplne. Vo vnútri komôr sa zváralo plnenými elektródami v ochrannej atmosfére, vonkajšie zvary sa robili pod tavidlom súpravou Twin-arc. Na okrajové zvary sa použil trubičkový drôt Innershield. Montáž jedného úseku dĺžky 171 m si vyžiadala 4,8 t prídavného materiálu a čas 4 až 5 týždňov. Spotreba zváračského kovu na celej stavbe bola asi 150 t. Tupé zvary sa kontrolovali ultrazvukom a kútové magneticky.

Vysúvanie nosnej konštrukcie
Nosná konštrukcia sa vysúvala postupne po montáži dielov za podperami C0 a C8. Prvé vysunutie bolo z juhu koncom februára 2003 a nasledovalo ďalších jedenásť a šesť výsuvov od podpery C0 zo severu. Každá hlava piliera a provizórne podpery mali vysúvacie zariadenia – štyri vozíky (dva na južnej a dva na severnej strane) v priečnej vzdialenosti 4 m a pozdĺžnej 21 m alebo 20 m. Krajné medzipodpery a podpery mali len 2 vozíky.

Počas vysúvania boli lisy vozíkov na jednej pozdĺžnej osi hydraulicky prepojené, aby bolo možné pozdĺžne pootočenie (efekt otočného čapu podvozku). Každý sa skladal z vodorovného lisu 250 t na dvíhanie a dvojíc vodorovných trakčných lisov 60 t, ktoré sa spätne vracali a umožnili posunúť nosnú konštrukciu o 600 mm.

Princíp vysunutia nosnej konštrukcie bol nasledujúci:
1. Vo východiskovej pokojovej pozícii bola nosná konštrukcia podopretá rámom vozíka.
2. Zdvíhací lis vtlačil zdvíhací klin pod unášací klin, ktorý zdvihol a podoprel nosnú konštrukciu.
3. Horizontálne lisy posunuli unášací klin dopredu o 600 mm i s nosnou konštrukciou.
4. Zdvíhací lis sa vrátil späť do východiskovej pozície a nosná konštrukcia sa uložila na rám vozíka.

Vozíky boli uložené na štyroch alebo šiestich lisoch so závitovou aretáciou. To dovolilo vyrovnať zaťaženie driekov piliera v smere vysunutia, kompenzovať rotáciu a korigovať alebo modifikovať výšku vozíkov. Pre prejazd výsuvného pylónu sa vpredu podopreli šiestimi lismi po 600 t a zdvihom 0,5 m, vzadu stačili štyri lisy po 280 t so zdvihom 0,3 m. Regulačnými ventilmi sa mohlo pracovať so skupinami lisov nezávisle a kontrolovať rotáciu nosnej konštrukcie. Každý systém mal nezávislú riadiacu centrálu trakčných lisov a lisov dvíhania. Každý cyklus vysunutia posunul nosnú konštrukciu o 0,6 m a trval cca 4 minúty. V poslednej fáze bola potrebná tlaková sila na južnej strane 5 280 t (váha 1 743-metrovej dlhšej časti bola približne 29 000 t) a 2 400 t na severnej strane (váha 717-metrového kratšieho úseku bola približne 12 300 t). Odchýlka v synchronizácii lisov na jednom vysúvacom zariadení bola 1,5 mm a pre lisy akýchkoľvek dvoch zariadení na pilieri alebo medzipodpere 30 mm. Rýchlosť vysunutia bola v priemere 10 m/h (cca 16 cyklov za hodinu). Celý hydraulický systém sa riadil z kontrolnej centrály pri podpere, ktorá všetky dáta vyhodnocovala tak, aby systém ostal v medziach daných programom cyklu. Hydraulické zariadenia mali ešte individuálnu možnosť riadenia nezávisle z piliera. Vysunutie sa mohlo vykonávať manuálne, poloautomaticky a automaticky.

V automatickom režime sa mohol vykonať celý cyklus, v poloautomatickom každý pohyb postupne za sebou a v manuálnom režime, v prípade nutnosti zasiahol špecialista. S postupným vysunutím vznikal na konci konzoly priehyb, ktorý dosahoval pod hornú úroveň podpory, na ktorú sa vchádzalo. Predné čelo vysúvanej konštrukcie sa preto zariadilo výsuvným nosom, ktorý túto diferenciu eliminoval. Vážil 80 t a tvorili ho dve rúrkové časti spojené medzi sebou dvojitým čapom a rektifikačným lisom:

  • k pohyblivej časti dĺžky cca 36 m mala prístup iba obsluha a prísun drobného zariadenia na podporu, t. j. cca 60 m pred dokončením každého 171 m dlhého vysunutia;
  • pevná časť 13 m slúžila ako podpora na medzipodporách vo fáze bez pohybu. Umožnila vyrovnať priehyb 2,34 m pri dojazde na podporu.

Systém pridvihnutia výsuvného nosu a výškovej eliminácie do úrovne unášacích klinov tvorili štyri hydraulické lisy 270 t. Ďalší hydraulický systém umožnil natočenie okolo pozdĺžnej osi. Počiatočné fázy vysunutia vyžadovali na každej strane predsunutie o 114 m na montážnej plošine, aby sa osi výsuvných pylónov P2 a P3 dostali nad podpory. Na pilieroch a medzipodporách bola výšková úroveň pri vysúvaní definitívna, ale za podperami boli výsuvné podpory 5,40 m a 4,80 m nad definitívnou výškou. Originalita postupu spočívala vo využití ohybnosti konštrukcie a vo vykonaní vysunutia s dvojakým zakrivením. Vysúvať sa mohlo pri vetre do rýchlosti 85 km/h. V pokojnej fáze mohla byť maximálne vyložená konzola a pylón nad podporou namáhané vetrom s rýchlosťou až do 185 km/h, pretože nosná konštrukcia bola vždy prikotvená predpínacími káblami do pilierov.

Pylóny a závesy výsuvu
Oceľové pylóny sa vyrábali podľa rovnakého princípu ako diely nosnej konštrukcie. Maximálna hmotnosť dielu bola 75 t. Na prekonanie prvých 171 m medzi piliermi a medzipodporami malo 342 metrov vysúvanej konštrukcie inštalovanú časť definitívneho pylónu výšky 70 m (P2 na severe, P3 na juhu) a šesť párov výsuvných závesov z jedenástich definitívnych. Stožiare pylónov sa montovali až po vysunutí oboch častí nosnej konštrukcie. Osadili sa výsuvné závesy Freyssinet typu MTP (paralelné viaclanové). Každé lano má trojitú ochranu – galvanizáciu, petrolejový vosk a obal PEHD. Počet lán bol premenlivý od 45 do 91 a napätie mohli v niektorých fázach dosahovať až 0,6-násobku medze pevnosti (1 116 MPa) alebo vymiznúť k nule. Sily v regulovateľných závesoch sa upravovali v závislosti na deformáciách a vyložení konzoly vysúvanej konštrukcie. Najdlhšie zabudované závesy majú dĺžku 180 m a hmotnosť 25 t.

Záver montáže nosnej konštrukcie a stavba pylónov

Obe proti sebe vysunuté časti sa spojili 28. mája 2004, ihneď po poslednom vysunutí, 270 m nad údolím Tarn. Ich kontinuita sa zaistila zvarením oboch čiel nosnej konštrukcie. Pylóny, s výnimkou P2 a P3, sa zmontovali v horizontálnej polohe za podperami, previezli sa samohybnou súpravou nad pilier a zdvihli sa do zvislej polohy. Potom sa privarili k nosnej konštrukcii. Po inštalácii a napnutí jedenástich závesov Freyssinet v každej osnove sa výsuvné zariadenie a medziľahlé podpory demontovali. Zaťažkávacia skúška statická (30 kamiónov pre 21 zaťažovacích stavov po cca 30 t) a dynamická, simulujúca zlyhanie dvoch závesov po 100 t, sa uskutočnila 17. až 25. novembra 2004.

Realizačné projekty, prístrojové vybavenie a sledovanie konštrukcie pri stavbe

Na stavbe bol veľmi prísny režim riadenia projektových prác realizačných projektov a ich kontrol. Obsahovali 500 statických výpočtov a technologických postupov a cez 5 000 výkresov. V intenzívnom období ich spracovania bolo mobilizovaných 25 inžinierov a 35 konštruktérov. Hlavná fáza projektových prác trvala približne 20 mesiacov. Riadenie stavebných prác podliehalo nezávislým kontrolám investora a poskytovateľa koncesie a nezávislých špičkových expertov. V priebehu realizácie bol k dispozícii niekoľkonásobný režim kontrolného sledovania konštrukcie modernými prístrojmi, ktoré umožnili rýchle porovnanie výpočtov s reálnym pôsobením konštrukcie. Úroveň vybavenia, komplexnosť a dôslednosť kontrol presahovali režimy iných výnimočných stavieb zavesených mostov vo svete, vrátane mostu Normandie. Vykonávali sa merania potrebné na kontrolu stavby a merania na overenie správania sa konštrukcie počas vysúvania.

Záver
Odo dňa vydania Úradného vestníka (Journal Officiel) dňa 10. októbra 2001, ktorým sa zverejnil dekrét koncesie, sa práce na stavbe viaduktu Millau dokončili za 38 mesiacov, teda krátko pred zmluvnou lehotou 39 mesiacov. Koncom roku 2003 sa ukončili všetky práce na spodnej stavbe, v máji 2004 sa dokončilo vysunutie všetkých polí zo severu a z juhu. Tri roky od položenia základného kameňa, 14. decembra 2004, bol viadukt Millau inaugurovaný francúzskym prezidentom Jacquesem Chiracem.

Ing. Jaroslav Kobza, CSc., SMP CZ, a. s., divize 3
Foto: Daniel Jamme

Literatúra
[1] Martin, J.-P. – Buomo, M., – Servant, C.: Le viaduc de Millau. TRAVAUX 2/2003, 61 – 68.
[2] Martin, J.-P. – Servant, C.: Le viaduc de Millau. EIFFAGE TP, firemní prezentace.
[3] Peters H.: Schrägseilbrücke über die Tarn bei Millau. Beton- und Stahlbetonbau 7/1997, 177–178.
[4] Millau: Un victoire de la technique et des hommes. Sols & Structures. 09/2004 Le magazine du Groupe Freyssinet.
[5] Le Journal du Viaduc n°1 – n°10. CEVM Millau, 02/2002–11/2004.

Článok bol uverejnený v knižnej publikácií Stavebnícka ročenka 2009.