Rekonštrukcia mostov ponad Biskupický kanál a Váh na ceste I/9 vo Veľkých Bierovciach
Časopis Inžinierske stavby V roku 1965 boli v rámci výstavby úseku cesty I. triedy I/9 (podľa starého označenia I/50) uvedené do prevádzky dva mostné objekty ponad Biskupický kanál a Váh, budované toho času novou technológiou letmej betonáže nosnej konštrukcie. Mosty sú oddelené 90,0 m dlhým násypom s výškou 5,0 m. S ohľadom na závažné poruchy a havarijný technický stav sa mosty dostali na hranicu svojej životnosti. Od roku 2022 prebiehala ich rekonštrukcia, v roku 2024 sa pristúpilo k demolácii mostov a aktuálne prebieha komplexná prestavba s realizáciou nových mostných konštrukcií.
Cesta I/9 tvorí hlavnú dopravnú tepnu v smere západ – východ (ČR – R1) v regióne okresov Trenčín, Bánovce nad Bebravou, Prievidza a Žiar nad Hronom. Cesta I/9 je zaradená do siete TEN-T. Z dôvodu vysokého stupňa poškodenia a deformácií cementobetónového krytu sa v roku 2022 začalo s rekonštrukciou cesty I/9 v úseku Chocholná – Mníchova Lehota.
V rámci predmetnej stavby boli navrhnuté prestavby a rekonštrukcie siedmich mostov. Menšie 1-poľové mosty boli zdemolované a postavili sa nové konštrukcie. V prípade dvoch viacpoľových a náročnejších mostov – ev. č. 50-080 cez Biskupický kanál a ev. č. 50-081 ponad Váh – sa zahájila rekonštrukcia so zosilnením nosnej konštrukcie.
V čase projektovej prípravy rekonštrukcie mostov a komunikácie predmetnej trasy malo výhľadovo významný vplyv na intenzitu dopravy vybudovanie rýchlostnej cesty „R2 úsek D1 – Chocholná“ v koridore cesty I/9 (plánované uvedenie R2 do prevádzky najskôr v roku 2025).
V priebehu výstavby však došlo k prehodnoteniu technického riešenia rekonštrukcie mostov ponad Biskupický kanál a Váh z dôvodu vážnych porúch, havarijného technického stavu a prehodnotenia zámeru zahájenia výstavby rýchlostnej cesty R2, ktorá sa odložila na neurčité obdobie.
Pre realizáciu rekonštrukcie stavby „Cesta I/9 v úseku Chocholná – Mníchova Lehota“ bol vo verejnej súťaži objednávateľom Slovenská správa ciest, š.p. vybraný zhotoviteľ združenie stavebných firiem SMS a.s. a VIAKORP, s.r.o. Na realizácii mostných objektov sa podieľali spoločnosti SMS, a. s., PREFA PRO, a. s., FREYSSINET CS, a. s., členovia skupiny VINCI Construction CS.
S ohľadom na význam cesty I/9 je stavba čiastočne financovaná zo zdrojov EÚ a realizácia sa uskutočňuje zmluvnými podmienkami „červenej knihy FIDIC“. Výstavba prebieha podľa dokumentácie, ktorú spracovala projekčná kancelária Valbek SK, spol. s r.o.
SO 201 – Rekonštrukcia mosta – most ev. č. 50-080 nad kanálom
Pôvodný stav
Pôvodný mostný objekt (obr. 1) tvorila trojpoľová staticky určitá nosná konštrukcia s kĺbom v strede druhého poľa. Posuvný kĺb s oceľovými pohyblivými ložiskami zabezpečoval spojitosť zvislých deformácií. Rozpätia jednotlivých polí boli 23,01 m + 61,209 m + 22,836 m.
Nosná konštrukcia mosta bola trámová s dvojkomorovým priečnym rezom s premennou výškou. Pre výstavbu prvého a tretieho poľa sa použila technológia výstavby nosnej konštrukcie na pevnej skruži. Druhé pole bolo budované od pilierov technológiou nesymetrickej letmej betonáže. V strednom poli sa v záverečnej fáze realizovalo „kĺbové spojenie konzol nosnej konštrukcie“.
Nosná konštrukcia bola predpätá predpínacou výstužou z patentovaných drôtov Ø 7,0 mm, ktoré boli uložené v otvorených žľaboch v hornej doske komorového prierezu. Krajné polia budované na pevnej skruži mali súdržnú predpínaciu výstuž v stenách komorového prierezu vedenú v kanálikoch. Stenové piliere boli s nosnou konštrukciou spojené pomocou vrubového kĺbu. Na nábrežné krajné opory bola nosná konštrukcia uložená cez kyvné stienky.
V rámci pôvodnej rekonštrukcie bolo v projektovej dokumentácii DRS (11/2019) navrhnuté odstránenie stredovej degradovanej časti s kĺbom, zmonolitnenie vahadiel a zosilnenie nosnej konštrukcie externými predpínacími káblami vedenými v deviátoroch v strede hlavného poľa. Bola plánovaná výmena mostného zvršku a sanácia spodnej stavby.
V priebehu rekonštrukcie pôvodného mosta po odstránení pravého mostného zvršku a degradovanej zálievky káblových žľabov na povrchu komorovej nosnej konštrukcie došlo postupne počas dňa 19. 4. 2023 k uvoľneniu a pretrhnutiu niekoľkých nosných predpínacích drôtov. Uvoľnenie predpínacích drôtov reagovalo na zaťaženie mostnej konštrukcie účinkami dopravy (vedenej po polovici mosta).
Po vyhodnotení všetkých bezpečnostných rizík bol stanovený havarijný technický stav mosta a určilo sa okamžité uzavretie pre všetku dopravu. Stavebné práce na rekonštrukcii a zosilnení boli zastavené. Na mostnom objekte následne prebiehali diagnostické práce a monitoring konštrukcie.
Výsledky potvrdili havarijný technický stav existujúcej nosnej konštrukcie. Na základe vyhodnotenia vykazovalo 85 % predpínacej výstuže poškodenie. Most je na konci svojej životnosti, Investor stavby rozhodol o odstránení existujúcej konštrukcie.
Demolácia pôvodného mosta
S ohľadom na nové technické riešenie mosta nad Biskupickým kanálom bola nevyhnutná kompletná demolácia pôvodnej mostnej konštrukcie okrem základov krajných opôr a hlbinného zakladania pilierov. Demolačné práce boli zahájené v 01/2025 odstránením mostného zvršku a uvoľnením kĺbového spojenia v strede hlavného poľa.
Na demoláciu oboch konzolových častí komorovej nosnej konštrukcie nad kanálom bola s ohľadom na výšku a nedostupnosť použitá technológia riadeného odstrelu s použitím trhaviny, ktorá sa umiestnila do prierezu pred piliere a do koncovej oblasti konzol (obr. 2).
Zvyšná časť nosnej konštrukcie, prvé a druhé pole, bola zdemolovaná mechanicky pomocou čeľusťových rýpadiel z úrovne terénu. Suť z mosta bola triedená a recyklovaná na ďalšie využitie v rámci stavby.
Po demolácii objektu sa nad kanálom vedľa mosta na vtoku zriadilo staveniskové dočasné mostné provizórium, ktoré zaistilo prístup k stavbe na druhom brehu kanála a k susednému mostu cez Váh.
Nová mostná konštrukcia ponad Biskupický kanál
Nový most je navrhnutý ako semi-integrovaný 3-poľový spojitý s rozpätím polí 25,655 + 55,180 + 26,110 m. Ide o spriahnutú železobetónovú konštrukciu s využitím dodatočne a hybridne predpätých nosníkov typu „SMP Petra“ s dĺžkou 31,5 m v krajných poliach a 40,0 m v strednom poli.
Poloha pilierov a krajných opôr bola zachovaná v pôvodnom umiestnení s ohľadom na priestorové usporiadanie a požiadavky správcu Biskupického kanála. Piliere sú v dolnej časti spojené s vrubovým kĺbom, hore sú rámovo votknuté do monolitických priečnikov nosnej konštrukcie. Na oporách je horná stavba uložená na dvojici hrncových ložísk.
V priečnom reze tvorí most 6 prefabrikovaných nosníkov v tvare T s výškou 1,8 m, ktoré sú v oblasti nad vnútornými piliermi uložené na priečnikový zárodok a na plastmaltu s následným dobetónovaním monolitických priečnikov. Nosníky sú vyrobené z betónu C55/67 – XC4, XD1, XF2 (SK) – Cl 0,1 – Dmax16 – S4. Spriahnutie je zabezpečené železobetónovou doskou z betónu C35/45 – XC4, XD1, XF2 (SK) – Cl 0,4 – Dmax16 – S4 s premennou hrúbkou ~ 250 mm.
V krajných poliach ide o jednodielne hybridne predpäté nosníky s dĺžkou 31,5 m. V strednom sú nosníky s dĺžkou 40,0 m zložené z 3 kusov zopnutých na stavbe dodatočným predpätím. Po zmonolitnení celej nosnej konštrukcie vrátane stredových a koncových priečnikov boli obojstranne napínané káble spojitosti, ktoré zaisťujú spojitosť konštrukcie v pozdĺžnom smere. Použitý je certifikovaný predpínací systém od dodávateľa Freyssinet pre 7 a 13 lán s priemerom 15,7 mm z ocele St1640/1860 s veľmi nízkou relaxáciou.
Nové krajné opory sú založené na mikropilótach s priemerom vrtu 220 mm a použitými výstužnými rúrami 108/16 mm z ocele S355 s dĺžkou 9,0 m. Stredové piliere sú založené hlbinne na veľkopriemerových pilótach s priemerom 620 mm, spolu je to 47 ks pre každý pilier. Pilóty na pilieroch boli vŕtané pomedzi existujúce zachované baranené pilóty.
Príslušenstvo mosta tvoria obojstranné celomonolitické chodníkové rímsy, do ktorých je kotvené zvodidlo, zábradlie a optické zábrany proti vtákom. Ďalšími súčasťami sú odvodnenie, dilatačné mostné závery a úpravy pod mostom. Vozovka na moste je dvojvrstvová s hrúbkou 90 mm so strechovitým sklonom 2,5 %.
Na základe korózneho prieskumu sa na mostnom objekte uskutočnili ochranné opatrenia na obmedzenie vplyvu bludných prúdov „stupeň č. 4“ podľa TP 081.
SO 202 – Rekonštrukcia mosta – most ev. č. 50-081 nad Váhom
Pôvodný stav
Mostný objekt s dĺžkou 280,05 m sa skladal z dvoch dilatačných celkov. Prvý z 3 polí mal rozpätia 49 + 70,3 + 49 m, druhý rozpätia 33 + 33 + 33 m. Nosná konštrukcia mosta prvého dilatačného celku nad riekou Váh bola trámová s dvojkomorovým priečnym rezom s premennou výškou. Na výstavbu sa použila technológia letmej betonáže, dve vahadlá na pilieroch P2 a P3. Vahadlá boli v záverečnej fáze kĺbovo spojené.
Realizovalo sa súdržné pozdĺžne aj priečne predpätie vedené v kanálikoch. Nosnú konštrukciu druhého dilatačného celku tvorili vopred predpäté tyčové nosníkové prefabrikáty I-67 s výškou 1,4 m, na ktorých bol zhotovený vyrovnávajúci betón. V priečnom reze tvorilo každé pole šesť nosníkov, roznos bol zabezpečený priečnym predpätím.
Spodnú stavbu mosta tvorilo päť pilierov a dve opory. Piliere P2 a P3 boli rámovo spojené s nosnou konštrukciou vahadiel. Nosná konštrukcia z nosníkov bola uložená na hrncové ložiská. Spodná stavba bola plošne založená.
V rámci pôvodnej rekonštrukcie bolo v projektovej dokumentácii DRS (11/2019) navrhnuté zosilnenie nosnej konštrukcie prvého dilatačného celku externými predpínacími káblami vedenými deviátormi v komorách prierezu. V druhom dilatačnom celku bolo plánované zosilnenie prefabrikovanej konštrukcie realizáciou spriahajúcej dosky. Bola plánovaná výmena mostného zvršku a sanácia spodnej stavby s obetónovaním pilierov.
V priebehu rekonštrukcie mostného objektu 09/2023 boli v hornej doske komorovej nosnej konštrukcie vytvorené otvory pre budúce deviátory a kotvenie dodatočných externých káblov. V miestach vytvorených otvorov boli odhalené pôvodné pozdĺžne, ako aj priečne predpínacie káble.
Vykonala sa prehliadka a pasportizácia odkrytej predpínacej výstuže, zdokumentovali sa koróziou napadnuté laná, úplne prekorodované predpínacie kanáliky a laná pozdĺžneho predpätia najmä v oblasti konzol nosnej konštrukcie. V kanálikoch pozdĺžneho predpätia sa preukázali uvoľnené predpínacie laná.
Pri endoskopickej kontrole predpínacích kanálikov sa ukázalo, že takmer všetky kanáliky priečneho predpätia hornej dosky sú bez injektáže a laná sú napadnuté silnou koróziou. Zároveň sa sprístupnili komory medzi prefabrikovanými nosníkmi v druhom dilatačnom celku. Vrchná dobetonávka a príruby nosníkov boli úplne rozpadnuté a bolo obnažené priečne predpätie bez injektáže kanálikov s koróziou lán.
S ohľadom na zistené vážne poruchy pôvodnej nosnej konštrukcie nebolo možné zabezpečiť požadovanú životnosť a trvanlivosť mostného objektu. Z tohto dôvodu sa rozhodlo o zmene koncepcie rekonštrukcie, spočívajúcej v demolácii pôvodnej nosnej konštrukcie a jej nahradení novou.
Demolácia pôvodného mosta
Na demoláciu nosnej konštrukcie sa použili dve technológie – riadený odstrel a mechanické búranie. Vzhľadom na výšku cca 17,0 m nosnej konštrukcie vahadla P2 nad tokom Váh a priestorové usporiadanie koryta sa na demoláciu vahadla P2 použila trhavina s riadeným odstrelom mostnej konštrukcie a jej pádom pod most. Následne sa betónová suť drvila búracím rýpadlom.
Zvyšná časť nosnej konštrukcie, druhé vahadlo a časť mosta s nosnou konštrukciou z tyčových prefabrikátov boli zdemolované mechanicky, pomocou čeľusťových rýpadiel z úrovne terénu. V rámci spodnej stavby sa ponechali piliere P4 až P6, ktoré sa opätovne využili ako podpery pre novo navrhovanú mostnú konštrukciu. Suť z mosta bola triedená a recyklovaná na ďalšie využitie v rámci stavby.
Nová mostná konštrukcia ponad rieku Váh a inundačné územie
Nová nosná konštrukcia mosta je navrhnutá ako 7-poľová spojitá spriahnutá s použitím hybridne a dodatočne predpätých prefabrikovaných nosníkov typu „SMP Petra“. Rozpätie polí mosta je 42,02 + 42,4 + 42,4 + 42,41 + 33,46 + 32,895 + 32,855 m. V prvých štyroch poliach majú nosníky dĺžku 42,0 m a v ďalších troch poliach dĺžku 33,0 m. Vzhľadom na dĺžku jednotlivých nosníkov bol medzi oporu O1 a pôvodný pilier P4 doplnený nový pilier, čím sa počet podpier zvýšil z pôvodných päť na šesť.
V priečnom reze tvorí most 6 prefabrikovaných nosníkov v tvare T s výškou 1,85 m, ktoré sú nad podperami uložené na prefabrikovaných priečnikových doskách. Nosníky sú vyrobené z betónu C55/67 – XC4, XD1, XF2 (SK) – Cl 0,1 – Dmax16 – S4. Spriahnutie je zabezpečené železobetónovou doskou z betónu C35/45 – XC4, XD1, XF2 (SK) – Cl 0,4 – Dmax16 – S4 s premennou hrúbkou ~ 250 mm.
V poliach 2, 3, 4 v rozsahu toku Váh majú nosníky dĺžku 42,0 m a sú zložené z 3 kusov zopnutých na stavbe dodatočným predpätím. V poliach 5, 6 a 7 ide o jednodielne hybridne predpäté nosníky s dĺžkou 33,0 m betónované vcelku. Spojitosť nosnej konštrukcie je zabezpečená monolitickými nadpodporovými železobetónovými priečnikmi a spriahajúcou doskou. Použitý je certifikovaný predpínací systém od dodávateľa Freyssinet.
Spodnú stavbu mosta tvorí šesť medziľahlých pilierov s výškou 6,5 ~ 13,0 m a dvomi krajnými oporami. Piliere P2, P3, P4 sú nové vrátane zakladania, tvorí ich dvojica stĺpov šesťuholníkového tvaru. Drieky pilierov P5, P6, P7 sú ponechané z pôvodného mosta, vykonalo sa ich obetónovanie a následne sa na hornú časť zrealizovali nové priečne stativá.
Nosná konštrukcia je uložená na spodnú stavbu dvojicou hrncových ložísk, pričom pevné ložiská sú umiestnené na pilieroch P3 a P4. Krajné opory sú navrhnuté v polohe pôvodných ako masívne železobetónové konštrukcie.
Nové krajné opory sú založené na mikropilótach s priemerom vrtu 220 mm a použitými výstužnými rúrami 108/16 mm z ocele S355 s dĺžkou 12,0 m. Stredové piliere P2, P3, P4 sú založené hlbinne na veľkopriemerových pilótach s priemerom 1 200 mm, spolu je to 6 ks pre každý pilier. Založenie pôvodných pilierov P5, P6, P7 sa na základe geotechnického posúdenia zachovalo ako plošné.
Príslušenstvo mosta tvoria obojstranné celomonolitické chodníkové rímsy, do ktorých je kotvené zvodidlo, zábradlie a optické zábrany proti vtákom. Ďalšími súčasťami sú odvodnenie, dilatačné mostné závery a úpravy pod mostom. Vozovka na moste je dvojvrstvová s hrúbkou 90 mm a so strechovitým sklonom 2,5 %.
Na základe korózneho prieskumu sa na mostnom objekte uskutočnili ochranné opatrenia na obmedzenie vplyvu bludných prúdov „stupeň č. 3“ podľa TP 081.
Realizácia prestavby mostných objektov
Realizácia a projektová príprava rekonštrukcie a prestavby mostných objektov bola náročná z pohľadu nepredvídateľných okolností, ktoré nastali v úvodných fázach výstavby zosilnenia pôvodných nosných konštrukcií. Bol nutný zdĺhavý proces prerokovania, vyjadrení od dotknutých orgánov a vyžadovalo sa stavebné povolenie na demoláciu, nové objekty stavby a vyvolané investície.
Vplyv predmetnej stavby na dopravu je pre lokalitu zásadný. Bolo nevyhnutné operatívne zaistiť bezpečnosť dopravy na ceste I/9 v čase náhleho mimoriadne havarijného technického stavu mostov s odklonom dopravy na obchádzkovú trasu po miestnych komunikáciách.
Zároveň boli na pôvodných mostoch zavesené významné inžinierske siete vedenia VN a vodovodu, ktoré zásobovali okolitú obytnú zástavbu, a musela sa urgentne realizovať ich preložka pretlakom popod Biskupický kanál a Váh.
Mostné objekty križujú významné vodné toky s komplikovaným prístupom, čo si vyžadovalo atypický návrh technického riešenia a technológie realizácie nielen nových mostov, ale aj demoláciu pôvodných konštrukcií.
Na demoláciu pôvodných mostov sa využila dosiaľ neštandardná technológia s použitím trhaviny s riadeným odstrelom nosnej konštrukcie a jej pádom pod most. Technológiu uskutočnila spoločnosť DETONICS S.A.
Na dosiahnutie rýchlosti a efektívnosti výstavby a vzhľadom na nedostupný terén pod mostmi boli prefabrikované konštrukcie jasnou voľbou. Prefabrikované nosníky „SMP Petra“ sa vcelku, resp. po častiach dovážali z výrobne PREFA PRO v Brandýse nad Labem, vzdialenej 360 km od miesta stavby.
Nosníky sú individuálne navrhnuté a vyrobené podľa požiadaviek nutných na prenos zaťažení v súlade s technologickými pravidlami a požiadavkami konkrétneho projektu. Pri individuálne navrhnutých nosníkoch spriahnutých železobetónovou doskou ide o overený variabilný a ekonomický systém s dlhoročnou životnosťou a priaznivým vzhľadom.
Životnosť ovplyvňuje najmä vysoká kvalita betónu. Na voľnom území v dočasnom zábere stavby medzi mostmi bola zriadená stavenisková plocha na uskladnenie, prípravu a dodatočné zopínanie prefabrikátov. Zároveň sa na tejto ploche rozložil pásový žeriav LR 1750 s nosnosťou 750 t, ktorým sa realizovala záverečná montáž nosníkov hlavných polí oboch mostov.
Ukladanie nosníkov realizované firmou Hanyš – Jeřábnické práce, s. r. o., sa začalo na moste SO 201 položením nosníkov 1. a 3. poľa mobilným autožeriavom Liebherr LTM 1500 s nosnosťou 500 t. Následne prebiehala montáž na SO 202 v inundačnom území rieky Váh, kde uvedený pásový žeriav LR 1750 zmontoval postupne od piliera P2 k opore O8 6 polí.
Následne sa pásový žeriav rozobral, previezol po obchádzkovej trase na stranu mosta SO 201, odkiaľ sa zo staveniskovej plochy montovali nosníky
pre 2. pole mosta SO 201 nad kanálom a 1. pole mosta SO 202 nad Váhom.
Podarilo sa dosiahnuť vysokú rýchlosť ukladania nosníkov, jedno pole sa montovalo priemerne 1,5 dňa, za jeden deň sa uložili max. 4 nosníky. Celkom bolo položených 60 nosníkov.
V závere roka 2025 boli dokončené betonáže monolitických priečnikov a spriahajúcej dosky na oboch mostoch, na moste nad kanálom boli predopnuté káble spojitosti. Nosné konštrukcie sú touto etapou dokončené. Aktuálne prebiehajú prípravné práce na realizáciu mostného príslušenstva a úpravy v okolí mostných objektov.
Záver
Uplatnenie predpätého betónu v mostnom staviteľstve a rozvoj mimoriadnej technológie letmej betonáže v 60. rokoch minulého storočia priniesli významné zmeny v budovaní mostných konštrukcií a možnosť realizovať mosty s väčšími rozpätiami cez neprístupný terén. Dodnes ide o najefektívnejšiu metódu budovania mostov veľkých rozpätí.
Predpäté letmo betónované mosty prvej generácie však v súčasnosti preukazujú poruchy, ktoré pramenia z úrovne technických znalostí, ako aj technologických možností doby, keď boli konštrukcie budované. Preto aj napriek snahám o ich udržateľnosť sú tieto mosty na hranici svojej životnosti. Ako sa ukázalo pri prezentovaných mostoch vo Veľkých Bierovciach, požadovanú únosnosť a dlhodobú životnosť na frekventovanejceste I. triedy nebolo možné dosiahnuť.
Prestavba predmetných mostov bola veľkou výzvou nie len pre projektanta a zhotoviteľa, kľúčovú rolu zohral prístup investora stavby „Slovenská správa ciest“, ktorý zaujal profesionálny prístup a v slede udalostí nastavil proces pre ďalšiu výstavbu, zaistil bezpečnosť dopravy na ceste I/9 a rozvoj regiónu v záujmovom území. Cesta I/9 v úseku Chocholná – Mníchova Lehota bude tak po 3 ročnej uzávere a úspešnej rekonštrukcii mostov v 07/2026 opäť plne prejazdná.
Literatúra
1. Závady a potrebné rekonštrukcie letmo betónovaných mostov stavaných v 60. rokoch. Doc. Ing. Milan Chandoga, CSc., Ing. Ľubomír Bolha, CSc., Ing. Stanislav Osuský, CSc., Katedra betónových konštrukcií a mostov, SvF SVŠT Bratislava, 1986.
2. Pôvodná projektová dokumentácia mostov nad Biskupickým kanálom a Váhom vo Veľkých Bierovciach. Stupeň VP, Doprastav, n. p., Bratislava, 1963.
3. Dokumentácia DRS mostných objektov ponad Biskupický kanál a Váh: Valbek SK, spol. s r. o., 2019, 2024, 2025.
