Výstavba úseku R2 Kriváň – Mýtna
Časopis Inžinierske stavby Výstavba rýchlostnej cesty R2 v úseku Kriváň – Mýtna patrí bezpochyby medzi najväčšie projekty z hľadiska cestnej infraštruktúry na Slovensku budované v rokoch 2021 až 2025. Článok približuje odbornej verejnosti špecifické stavebné objekty z pohľadu realizácie.
Dokončením úseku sa sieť rýchlostných ciest rozrastie o 9 104 m. Novovybudovaný úsek priamo nadväzuje na existujúcu časť R2 Mýtna – Lovinobaňa – Tomášovce. Jeho súčasťou je mostná estakáda s dĺžkou 4 361 m, ktorá miestami prekonáva údolie vo výške až 45 m. Zaujímavosťou je tiež široká škála použitých technológií pri výstavbe mostov.
Investorom projektu je Národná diaľničná spoločnosť, a. s. Stavbu realizuje združenie R2 Kriváň – Mýtna, zastúpené spoločnosťami Doprastav, a. s., STRABAG,
s. r. o., EUROVIA SK, a. s., a EUROVIA CS, a. s.
Prezentovaný úsek bol odovzdaný do užívania koncom roku 2025 a plynulo sa napája na predchádzajúci úsek R2 Pstruša – Kriváň a už dokončený úsek R2 Mýtna – Lovinobaňa, Tomášovce. Trasa novobudovaného úseku síce kopíruje cestu I/16, no vzhľadom na geomorfologickú členitosť išlo o pomerne komplikované zadanie. Úsek rýchlostnej cesty pozostáva z 19 cestných objektov, 11 mostov, 11 objektov pre úpravu vodných tokov a z 5 objektov pre oporné a zárubné múry.
Charakterizuje ho vysoká rozmanitosť mostných objektov od presypaných mostov s výškou násypu do 8 m až po estakádu s dĺžkou takmer 5 km zloženú s viacerých technológií výstavby. Návrh rozpätí konštrukcií, ako aj samotných technológií zásadne rešpektoval environmentálne požiadavky okolia Krivánskeho potoka v Pílianskej doline. V príspevku približujeme oba tieto exemplárne projekty.
Špecifické mostné objekty
Presypané rámové mosty
Na prezentovanom úseku R2 sa nachádzajú celkom štyri takéto mostné objekty s označením SO 201, 203, 204 a 207, ktoré sú si geometricky veľmi podobné. Pre zjednodušenie budeme prezentovať údaje iba z objektu SO 201.
Kolmá dĺžka nosnej konštrukcie je v tomto prípade 8,5 m, pričom šírka mosta je 52,00 m (šikmá šírka po osi mosta), resp. 42,50 m (kolmá). Stavebná výška medzi niveletou R2 a spodným povrchom priečle NK v mieste kríženia je 8,07 m.
Hlavnou charakteristikou týchto objektov je zmena pri riešení ich nosnej konštrukcie. Pôvodný návrh DSP pri všetkých mostoch počítal s monolitickou rámovou konštrukciou. Vzhľadom na snahu urýchliť čas výstavby sme začali uvažovať o zmene technológie. Ako najefektívnejší variant sa ukázala úprava na prefabrikovaný rám. Spoločnosť Doprastav, a. s., už mala skúsenosti s týmto typom rámových konštrukcií z neďalekého úseku R2 Kriváň – Lovinobaňa, Tomášovce, preto bolo prirodzené inšpirovať sa práve týmto riešením a ďalej ho vylepšiť s ohľadom na nové technológie a materiály.
Na technickom riešení sme teda začali spolupracovať s projekčnou kanceláriou ConIS, s. r. o. Predbežné technické riešenie umožňovalo iba veľmi konzervatívne zmeny v tvare. Zároveň sme chceli naplno využiť prednosti prefabrikácie, preto sme kládli veľký dôraz na optimalizáciu hmotnosti segmentov, aby sa čo najefektívnejšie využili prepravné kapacity. Touto cestou sme dospeli k návrhu rámu skladajúceho sa z masívnej spodnej dosky, zo stenových prvkov a z kompaktnejšej hornej dosky (obr. 2).
Ďalším rozhodujúcim aspektom bolo zabezpečenie tuhého rámového spoja v najviac namáhaných častiach konštrukcie, s vysokou odolnosťou proti ohybovému namáhaniu. Ako najvhodnejšie riešenie sa tu ukázala spolupráca so spoločnosťou Peikko Slovakia, s. r. o. Do stenových prvkov boli osadené stĺpové pätky Peikko BOLDA® s overeným ETA certifikátom, ktoré sa následne spojili s vysokopevnostnými skrutkami s rozkovanou hlavou, zapustenými do spodnej dosky.
Takéto rámové spojenie muselo splniť veľmi prísne požiadavky na presnosť, bezpečnosť aj spoľahlivosť počas realizácie na stavbe. Výroba jednotlivých segmentov podliehala dôkladnej výrobnej kontrole, zároveň bola realizovaná aj skúšobná montáž jedného rámového celku. Na obr. 3 vidieť zábery priamo z areálu Prefa Senec, kde prebehla skúšobná montáž, na pravej strane vidieť montáž priamo na stavbe.
Práve výber spojovacích prostriedok zohrával kľúčovú úlohu v celkovom koncepte. Využitím tohto systému sme dokázali zabezpečiť možnosť rektifikácie stenových elementov a maximalizovať presnosť prvkov počas realizácie. Takýmto spôsobom sa v maximálnej miere využil potenciál prefabrikovanej konštrukcie vzhľadom na termín výstavby, pričom celkový čas montáže rámov nepresiahol 12 dní.
Estakáda SO 209-02 DC1 + DC2
Protipólom k spomínaným objektom vzhľadom na veľkosť a typ technológie sú mostné objekty na estakáde SO 209-02. Spoločnosť Doprastav, a. s., na tomto objekte realizovala dilatačný celok DC1 a DC2 systémom výsuvnej skruže (ozn. MSS) od spoločnosti BERD – PROJECTO, INVESTIGAÇÃO E ENGENHARIA DE PONTES, S. A., s pracovným rozpätím 70 m. Táto skruž nie je na Slovensku použitá prvýkrát, no práve z dôvodu charakteristických geomorfologických podmienok išlo o unikátne technické riešenie.
Objekt SO 209-02 má celkovú dĺžku 1 600,50 m a skladá sa zo 4 dilatačných celkov. Objekt je súvislo napojený na predchádzajúci objekt SO 209-01, ktorý bol budovaný metódou letmej betonáže. Uvedené dilatačné celky sa teda nachádzajú medzi dvomi odlišnými technológiami výstavby. Technologické delenie objektu je opísané v tab. 1.
Technológia výsuvnej skruže sa nezačína na násype opory, ako to býva štandardne zvykom, v bežnom poli. V týchto miestach dosahuje nosná konštrukcia výšku približne 30 m. Ďalšími limitujúcimi faktormi bola obmedzená veľkosť stavebného pozemku na montáž skruže, cca 7 500 m2.
Výsuvná skruž sa teda budovala na dočasných podperách navrhnutých systémom PIŽMO (obr. 5) medzi piliermi 29 a 30. Vzhľadom na spomínané obmedzenia sa montáž skladala z menších segmentov. Po montáži hlavného poľa a priľahlých konzolových častí sa okamžite pristúpilo k demontáži dočasných veží z dôvodu aktivácie pohybového mechanizmu.
Je zrejmé, že montáž si vyžadovala obrovské úsilie a kooperáciu medzi výrobcom skruže, projektantom projektu a samotným realizátorom. V tomto prípade treba osobitne vyzdvihnúť prácu inžinierskej kancelárie Stráský, Hustý a partneři s. r. o. za ich aktívny prístup.
Dilatačný nosník
Na stavebnom objekte SO 209-01 bol inštalovaný dilatačný nosník. Princíp riešenia spočíva vo využití masívneho oceľového profilu, v našom prípade dvojicou 1,5 m vysokých zváraných profilov, vnútri komory mosta. Úlohou prvku je teda minimalizovať priečnu deformáciu na zachovanie plynulého nadviazania jednotlivých dilatačných celkov. Samotný koncept technického riešenia je pomerne unikátny aj z celosvetového hľadiska. Inovácia riešenia na projekte R2 Kriváň – Mýtna spočíva v zmene uloženia oceľového prvku, a to tak, že jedna strana prvku je pevne votknutá do jedného poľa a opačná strana je uložená.
V našom prípade je oceľový prvok pevne spojený osemnástimi 19-lanovými káblami o stužujúcu stenu vnútri komory. Tým vzniká pevný konzolový spoj, ktorý dokáže plne preniesť ohybový moment do kotevnej steny. Dokončením tohto úseku sa tak stal objekt SO 209-01 pilotným projektom s touto technológiou v Európe. Systém využitia dilatačných nosníkov je pomerne známy aj na Slovensku, no riešenie, ktoré bolo použité na tomto projekte, je veľmi unikátne. Podobné bolo použité pri výstavbe mosta Benicia–Martinez Bridge v Kalifornii. Rovnako išlo o návrh prof. Stráského z kancelárie SHP.
Kotvenie prefabrikovaných vzpier
V súvislosti s obomi objektami SO 209-01 a 209-02, ktoré tvoria jadro projektu, sme mali možnosť zasiahnuť aj do návrhu kotvenia prefabrikovaných vzpier. Ako sme vyššie zmienili, na skružiach alebo vozíkoch letmej betonáže sa realizovala komora mosta a následne sa most rozšíril pomocou prefabrikovaných vzpier do finálneho rozmeru. Detail kotvenia bol teda kľúčovým pre štádium montáže vzpier. Na obr. 7 vidieť pohľad na montáž vzpier.
Ako vidieť ďalej na obr. 8, pôvodné riešenie bolo pomerne dosť členité z hľadiska materiálov a technológie injektáže, ktorá mala zabezpečiť konečnú ochranu výstuže. Pôvodný návrh kotvenia nevyhovoval našim požiadavkám na rýchlosť výstavby, preto sme projektantovi ponúkli alternatívne riešenia na prehodnotenie. Najvhodnejší návrh sa potom dopracoval do realizačnej podoby. Aby sme nemali my ani investor žiadne pochybnosti o bezpečnosti vybraného riešenia, navrhol sa experiment na overenie spoľahlivosti, ktorý potvrdil správnosť nášho návrhu.
Nami navrhované riešenie úplne eliminovalo potrebu injektáže, čo predstavovalo významné urýchlenie počas realizácie. Zároveň eliminovalo riziko korózie vplyvom nedostatočnej injektáže. Ako vidieť na obr. 9, najmä odvzdušňovací otvor je pomerne nevhodne zvolený. Jednak by bolo zložité jeho utesnenie, no nie vždy by sa tento otvor nachádzal v najvyššom mieste. Vzduchové bubliny, ktoré sa v injektážnej malte vyskytujú, by v takomto prípade boli koncentrované v mieste injektážneho krytu kotevnej matice.
Záver
Rýchlostná cesta v korunách stromov, významná súčasť južného ťahu s dĺžkou viac ako 9 km, je jedinečná hlavne svojou technológiou výstavby, vďaka ktorej sa dnes zaraďuje medzi najzaujímavejšie projekty na Slovensku. Ďakujeme všetkým, ktorí sa podieľali na realizácii tohto významného projektu. Spoločne budujeme infraštruktúru, ktorá posúva Slovensko vpred.
Literatúra
1. PD DSP: Rýchlostná cesta R2 Kriváň – Mýtna, SO 209-02 Estakáda v km 5,310 – 7, 062. Dopravoprojekt, a. s., Kominárska 141/2,4, 821 03 Bratislava; Strásky, Hustý a partneři s. r. o., Bohunická 50, 619 00 Brno; 11/2020.
2. PD VTD: M1-70-S.W. BERD – PROJECTO, INVESTIGAÇÃO E ENGENHARIA DE PONTES, S.A., Edifício Olympus, Av. D. Afonso Henriques, 1462 – 2º, 4450-013 Matosinhos, Portugal, 08/2020.
