Priečny zásun mosta pri Valalikoch

V strategickom území Valaliky vzniklo viacero dopravných objektov, ktoré museli spĺňať náročné technologické podmienky výstavby. Objekt SO 421 Železničný most ŠRT nad cestou III/3813 patrí medzi tie objekty, pri ktorých bola rozhodujúca nielen výsledná konštrukcia, ale najmä rýchlosť a spôsob jej realizácie.

Poznáte výhody Klubu ASB? Stačí bezplatná registrácia a získate sektorové analýzy slovenského stavebníctva s rebríčkami firiem ⟶

Súčasťou budovania dopravnej infraštruktúry Valaliky Industrial Parku (továreň na výrobu automobilov zn. VOLVO) je aj nové mimoúrovňové križovanie železničného násypu širokorozchodnej trate (ŠRT) s novou komunikáciou III/3813, ktorá bude zabezpečovať napojenie nového areálu na jestvujúcu cestnú sieť.

Objekt SO 421 bol navrhnutý v mieste kríženia tejto komunikácie a trate ŠRT Hornád – Haniska pri Košiciach. Ide o trvalý železničný most s dvomi otvormi s celkovou dĺžkou mosta 31,740 m a dĺžkou premostenia cca 30 m.

Na prvý pohľad ide o konštrukčne jednoduchý rámový most. Jeho nezvyčajnosť však spočívala v tom, že musel byť navrhnutý tak, aby bola jeho výstavbou obmedzená železničná prevádzka v dĺžke maximálne 5 dní, keďže táto koľaj slúži na zásobovanie železiarní U. S. Steel Košice železnou rudou.

Táto požiadavka zásadne ovplyvnila celú koncepciu objektu a viedla k voľbe technológie výstavby, pri ktorej sa most najprv zhotovil mimo telesa železničného násypu a následne sa vo viacerých fázach priečne zasunul do definitívnej polohy.

Priečny zásun bol realizovaný pomocou dočasného mostného provizória (systém Verona), ktoré bolo navrhnuté na zvislé zaťaženie, ale slúžilo zároveň ako priečne stuženie proti účinkom trenia pri zasúvaní konštrukcie. Z hľadiska výluk na trati boli na realizáciu mosta potrebné tri bloky výluk počas 5 dní.

Koncepcia mosta

Most bol navrhnutý ako šikmá monolitická železobetónová uzavretá rámová konštrukcia s dvomi poľami. Dimenzie jednotlivých nosných prvkov mosta (doska, steny, priečla) boli navrhnuté na dočasný stav (vysúvanie pomocou hydraulických lisov) a na trvalý stav hlavne od účinkov dopravy na širokorozchodnej trati (súčiniteľ α = 1,46). Z hľadiska údržby ide o objekt bez ložísk, mostných záverov a prechodových dosiek.

Most križuje pozemnú komunikáciu pod uhlom približne 82,75°, pričom trať vedie na moste v priamom smerovom vedení a vo výškovom stúpaní. Svetlosť jednotlivých otvorov dosahuje približne 14,6 m, čo zodpovedá požiadavkám na vedenie štvorpruhovej komunikácie vrátane priľahlých priekop.

Z hľadiska projektovej dokumentácie bolo potrebné riešiť nielen finálnu dokumentáciu mosta (tvar, výstuž, statický výpočet), ale aj dočasné konštrukcie potrebné na zhotovenie a zásun mosta.

Prechodové oblasti pred mostom a za ním neboli zriadené, na zabezpečenie dostatočnej tuhosti boli použité podpodvalové podložky Getzner s rôznou tuhosťou. Skladba izolácie mostovky je zrejmá z obr. 2.

Zakladanie

Objekt je založený plošne, bez výmeny podložia. V základovej škáre sa nachádzajú piesčité íly a piesčité silty mäkkej až tuhej konzistencie. Návrh zakladania vychádzal z predpokladu, že priestor v mieste päty jestvujúceho násypu železničného telesa je za desiatky rokov prevádzky dostatočne skonsolidovaný, a teda únosný.
Návrh zakladania však nebol len otázkou únosnosti, ale aj deformácií.

Posúdenie druhého medzného stavu potvrdilo prijateľné sadania, pričom pre potreby návrhu nadvýšenia sa počítalo s maximálnym sadnutím 30 mm a s rezervou 20 mm. Keďže ide o objekt realizovaný neštandardnou technológiou, projekt predpokladal priebežné meranie a vyhodnocovanie reálnych sadaní počas výstavby.

Významnú úlohu zohrala aj hladina podzemnej vody, ktorá bola v mieste mosta narazená približne na úrovni 189,02 m n. m., ustálená na 189,52 m n. m. Táto skutočnosť sa premietla jednak do návrhu osadenia spodnej hrany nosnej konštrukcie, ako aj pri návrhu odvodnenia stavebnej jamy a organizácii výkopov. Výkopy boli realizované pri trvalom čerpaní podzemnej vody v priestore stavebnej jamy.

Nosná konštrukcia mosta

Nosnú konštrukciu tvorí železobetónový rám pozostávajúci zo spodnej dosky, z krajných stien (opôr), zo strednej podpery a z hornej dosky. Vzhľadom na šikmosť mosta bola konštrukcia mosta modelovaná pomocou doskostenových prvkov.

Spodná doska má hrúbku 750 mm, v miestach podpier je zosilnená krátkymi nábehmi a na čele bola prispôsobená technológii zásunu. Horná doska je navrhnutá s premennou hrúbkou od 850 do 1 150 mm, pričom pri oporách a strednej podpere sa výška konštrukcie lineárne zväčšuje nábehom. Steny opôr P1 a P3 aj stredná podpera P2 majú totožnú hrúbku 850 mm.

Usporiadanie koľajového lôžka na moste je otvorené so zachovaním mostného prechodového prierezu MPP 3,0. Medzi temenom koľajnice a horným povrchom nosnej konštrukcie je vytvorený priestor približne 1,58 m pre železničný spodok a zvršok. Tento priestor bol takisto využitý na osadenie priečnych oceľových nosníkov, ktoré počas zásunu mosta tvorili podpery pre mostné provizórium.

Najvýraznejším špecifikom nosnej konštrukcie bol dočasný železobetónový raziaci štít. Ten bol navrhnutý ako nevyhnutná súčasť technológie priečneho zásunu. Tvorili ho predĺžené mostné krídla, stĺpy, šikmé vzpery a horná trámová doska vytvorená trojicou dodatočne predpätých trámov. Takto vzniká dočasný „výsuvný nos“, ktorý umožňuje bezpečný vstup konštrukcie do násypu železničného telesa.

Zaťaženie od dopravy a mostného provizória sa mení v rôznych polohách po priečnom reze na raziacom štíte a zvyšuje to statickú náročnosť na riešenie montážnych stavov, pričom finálny stav je vlastne oveľa jednoduchší ako stavy počas výsunu mosta. Po ukončení zásunu sa raziaci štít odstránil metódou rezania po úroveň trvalých krídel.

Materiálovo je objekt zrealizovaný prevažne z betónu C40/50, rímsy sú z betónu C35/45 a výstuž z ocele B500B. Pre výsuvný nos bolo navrhnuté súdržné predpätie pomocou 12-lanových jednotiek z lán Y1860-S7-15.7. Konštrukcia zároveň zohľadňuje požiadavky na ochranu proti bludným prúdom (prevarenie výstuže a meracie vývody), ktoré bolo potrebné zohľadniť v danom území.

Realizácia mosta

Práve realizácia robí z objektu SO 421 technicky mimoriadne zaujímavé dielo. Most sa nebudoval priamo v mieste budúceho premostenia pri vylúčení dopravy, najskôr bol vybetónovaný v tesnej blízkosti násypu v dočasnej polohe. Až následne sa v niekoľkých etapách priečne zasunul do definitívnej polohy pod prevádzkovanú koľaj (celkový posun predstavoval cca 39 m).

Postup výstavby bol rozdelený do viacerých fáz. Po príprave územia, zriadení stavebnej jamy, dočasného oporného bloku a výsuvnej dosky nasledovala betonáž vlastnej spodnej dosky mosta, stien a hornej dosky rámu.

Následne sa zhotovili podpery výsuvného nosa, horná trámová doska a aktivovalo sa predpätie. Počas budovania mosta sa za oporným blokom zrealizoval násyp s presne určenými parametrami, ktorý slúžil ako pasívny odpor pri zasúvaní mosta.

Po montáži mostného provizória (systém Verona) od firmy Petrucco sa most vážiaci cca 4 300 ton posunul pred Vianocami 2025 prvýkrát, aby sa v novom roku zasunul v dvoch etapách do svojej finálnej polohy. Posun zabezpečilo 30 kusov hydraulických lisov.

Jednotlivé fázy zásunu boli neustále geodeticky monitorované a sprevádzané odkopovými prácami priamo v priestore mosta pojazdnými bagrami pod ochranou raziaceho štítu. Po dosiahnutí konečnej polohy mosta boli odstránené dočasné konštrukcie, vybúral sa výsuvný raziaci štít a dokončila sa izolácia mosta, priečne drenáže, rímsy so zábradlím a zásypy železničného spodku a zvršku.

Takto zvolená technológia si vyžadovala mimoriadnu presnosť. Zhotoviteľ musel splniť zvýšené požiadavky na presnosť rovinatosti výsuvnej dosky, 3D kontrolu geometrie mosta a priebežné meranie deformácií a sadaní počas výstavby. Zároveň musel zabezpečiť stabilitu násypového telesa počas všetkých fáz výstavby. Prevádzka vlakov bola počas zásunu znížená na rýchlosť 10 km/h.

Záver

Železničný most SO 421 nad cestou III/3813 predstavuje príklad konštrukčne racionálneho, no realizačne veľmi premysleného mostného objektu. Na jednej strane ide o štandardne používaný monolitický železobetónový rám, ktorý svojou jednoduchosťou a absenciou ložísk či mostných záverov vytvára predpoklad na spoľahlivú a nenáročnú prevádzku a údržbu. Na druhej strane ide o most, ktorého hodnota spočívala v technológii realizácie.

Tento projekt nám ukázal, že súčasné mostné staviteľstvo nie je iba o samotnom návrhu nosnej konštrukcie, ale čoraz viac aj o schopnosti prispôsobiť konštrukčné riešenie podmienkam výstavby, prevádzke a obmedzeniam územia.

V prípade mosta SO 421 sa ukázala ako kľúčová bezproblémová spolupráca medzi projektantom a zhotoviteľom pri nevšednom riešení zložitej výstavby železničného mosta. Veríme, že toto riešenie sa môže uplatniť aj v iných prípadoch v rámci modernizácie železničnej infraštruktúry na Slovensku.

Text a fot: Ing. Matúš Uhlík, Ing. Marián Marcin, PhD., REMING CONSULT, a. s.;
Ing. Filip Glovina, PhD., LKM Consult

Článok bol uverejnený v časopise Inžinierske stavby 2/26.