Vysúvaný most a letmo betónovaný most

Prvý most, o ktorom článok informuje, sa staval metódou postupného vysúvania a je súčasťou diaľnice D1 Sverepec – Vrtižer pri Považskej Bystrici. Premosťuje inundačné územie rieky Váh, vetvu križovatky Centrum a poľnú cestu. Druhý most je situovaný na konci úseku tejto diaľnice, premosťuje rieku Váh a staval sa sčasti na pevnej skruži a sčasti letmou betonážou. Článok sa podrobnejšie zaoberá aj problémom diferenčného zmrašťovania tohto mosta.

Vysúvaný most v križovatke Centrum
V súčasnosti prebieha výstavba úseku diaľnice D1 Sverepec – Vrtižer v okolí Považskej Bystrice. Diaľnica je rozdelená na dva úseky a súčasťou 2. úseku je aj menovaný mostný objekt. Ten sa nachádza v križovatke Centrum a je pokračovaním mosta z 1. úseku D1 (estakády ponad Považskú Bystricu). Most vedie ponad inundačné územie rieky Váh, ďalej naň nadväzuje odbočná a prípojná vetva križovatky s ďalšími mostnými objektmi. Most má dve samostatné nosné konštrukcie, 9 polí s rozpätím 37 až 60 m a staval sa metódou postupného vysúvania od žilinskej opory bez pomocných medzipodpier. Most je vedený vo výške až 26 m nad terénom. Zhotovovateľom mosta je firma Bögl a Krýsl, organizačná zložka Slovensko, člen Združenie Manín, ktoré je generálnym zhotovovateľom 2. úseku diaľnice D1 Sverepec – Vrtižer. Členmi združenia sú firmy Váhostav-SK, Bögl a Krýsl a Strabag.

Technické riešenie
Most sa pôvodne navrhol tak, že prevádzal oba smery diaľnice po jednej nosnej konštrukcii, ktorá sa mala realizovať letmou betonážou a sčasti betonážou na pevnej skruži. V realizačnej dokumentácii sa na vyhotovenie nosnej konštrukcie na žiadosť zhotovovateľa objektu vybrala metóda postupného vysúvania, ktorá prináša rad výhod, ako sú rýchlosť výstavby, kvalita a produktivita vďaka prefabrikovanému spôsobu výstavby. Zmena technického riešenia mostného objektu priamo súvisí so zmenou technológie výstavby mosta.

Most má dve samostatné nosné konštrukcie klasického komorového prierezu. Rozpätie jednotlivých polí je 44,9 + 2 × 60,0 + 4 × 54,0 + 48,0 + 37,0 m. Celková dĺžka nosnej konštrukcie je 468,67 m. Most sa staval vysúvaním, preto sa výška komory v osi mosta zvolila 4,0 m, čo je 1/15 najväčšieho rozpätia. Most v pozdĺžnom smere klesá o 2,20 %. Vysúvanie prebiehalo od žilinskej opory, to znamená smerom do kopca. Založený je celý na pilótach.

Technickou zvláštnosťou mosta je vysúvanie nosnej konštrukcie aj so zárodkami na napojenie nosných konštrukcií križovatkových rámp v mieste ich rozpletu. Rampy majú výšku komory 2,4 m. Tieto zárodky vybočovali z tvaru bežného debnenia jednotlivých lamiel. Rozpletom sa na každom mostnom páse zasiahli dva betonážné takty.

Založenie mosta
Založenie mosta je hĺbkové na vŕtaných veľkopriemerových pilótach s priemerom 1,22 m. Pred začatím vŕtacích prác sa ešte urobil doplňujúci geologický prieskum. V osi mosta sa pod každou podperou realizovali jadrové vrty v hĺbke 20 m na spresnenie a overenie základových pomerov. V podloží, v mieste ukončenia pilót, sa vyskytovali ílovce, slieňovce rôzneho stupňa zvetrania (R5, R6) s vrstvami navetralých pieskovcov (R4). Pieskovcové vrstvy sa navyše uložili pod sklonom až 80°. Prejavilo sa to pri podperách P14, P16 a P17, keď sa niektoré pilóty nedali vyvŕtať do projektovanej dĺžky. Rozdiel v dĺžke pilót bol v rámci jedného základu až 6,0 m. Na základe poznatkov získaných pri vŕtaní prvých problémových pilót sa po dohode s geológom stavby prekvalifikovalo zatriedenie pieskovcových vrstiev na

R3 – R2. Napríklad pri prechodovom pilieri P12 sa pilóty vyvŕtali na projektovanú dĺžku, ale za cenu zničenia dvoch hydromotorov vŕtacej súpravy a častej výmeny vŕtacích zubov (obr. 1).

Základ P12 je založený na pilótach dlhých 15,5 m, základy P13, P15, P16, P17, P18 na pilótach dlhých 15,0 m a základy P14, P19 a P20 na pilótach s dĺžkou 17,5 m. Opora 21 sa založila na prevŕtavaných pilótových stenách z pilót s priemerom 1,22 m a dĺžkou 19 m. Základový blok prechodového piliera P12 je spoločný pre oba drieky a má rozmery 31,92 × 18,92 × 2,8 m. Počet pilót pod základom je 60. Základy ostatných pilierov sa oddelili dilatačnou škárou a počet pilót pod jedným základom sa pohybuje od 14 do 18. Štandardný rozmer základu je 15,6 × 8,0 × 2,5 m. Opora 21 je založená na pilótových stenách z pilót s priemerom 1,22 m v počte 2 × 13 kusov. Na základy sa použil betón C 30/37 a výstuž R 10 505.

Spodná stavba – piliere
Železobetónové piliere P13 až P20 majú tvar vpísaný do obdĺžnika s rozmermi 5,30 × 2,60 m. Hlava pilierov sa rozširuje v tvare V v priečnom smere mosta na šírku 6,50 m, v pozdĺžnom smere je potom odskokom rozšírená na 3,10 m. V čele aj na bokoch sa realizovalo vybratie na rozbitie pohľadových plôch. Hlavu pilierov bolo potrebné rozšíriť tak, aby sa na hornej ploche dali umiestniť klzné bloky na vysúvanie (sú väčšie ako definitívne ložiská) a lisy na výmenu ložísk. V hlave pilierov sa realizovalo vybratie na údržbu a možnosť kontroly ložísk. Hlava pilierov má konštantný tvar výšky 8,0 m (betonáž na jeden záber). Driek pilierov má takisto konštantný tvar a piliere sa betónovali po maximálnych záberoch v dĺžke 6,70 m. Výška pilierov je 12,64 až 20,90 m, použil sa betón C 30/37 a C 35/45.

Prechodový pilier
Tvar prechodového piliera (obr. 2) vychádza z tvaru bežných pilierov. Zo spoločného základu vychádzajú dva samostatné drieky, ktoré sú v hornej časti spojené mohutným priečnikom. To umožňuje na pilier
uložiť susedný most. Driek piliera je vpísaný do obdĺžnika rozmerov 5,30 × 4,60 m. Hlava piliera vysoká 8,0 m sa v pozdĺžnom smere mosta rozširuje skokom o 1,20 m na každú stranu, v priečnom smere sa rozširuje opäť v tvare V na šírku 6,54 m. Spojovací priečnik má šírku 6,20 m a výšku na strane mosta 206-01 2,5 m a na strane mosta 206-02b 3,2 m. Výška piliera je 21,66 m a použil sa betón C 30/37. Celková kubatúra betónu piliera je potom 1 295 m³.

Opora 21
Opora 21 (obr. 3) sa navrhla ako stenová s driekom v tvare H, ktorý sa smerom hore zužuje. Hrúbka stien drieku je 1,50 m, výška drieku 7,33 m. Na takto tvarovaný driek sa následne betónoval úložný prah s rozmermi 4,85 × 2,0 × 14,49 m. Keďže vysúvanie mosta prebiehalo spoza tejto opory, prenáša všetky vodorovné sily k výtlačného zariadenia (opora sa dimenzovala na vodorovnú silu 700 ton, resp. 7 000 kN). Do driekov opory sa opierajú aj rozporné rebrá výrobne, ktoré ju stabilizujú v pozdĺžnom smere. V rámci úložného prahu bolo nevyhnutné pripraviť množstvo detailov na technológiu vysúvania – bločky pre brzdné bloky, miesto na výtlačno-dvíhacie lisy a krčky záverného múrika na ich opretie (obr. 5), vybratie na bočné vedenie a ďalšie. Bez úzkej spolupráce s konkrétnym dodávateľom technológie vysúvania a dobrých podkladov to nebolo možné dobre naprojektovať.

Nosná konštrukcia
Nosná konštrukcia pravého aj ľavého mosta sa navrhla ako jednokomorový prierez konštantnej výšky 4,0 m so šikmými stenami a vyloženými konzolami (obr. 5 a 6). Šírka nosných konštrukcií hlavných trámov je 14,90 m v mieste, kde sú prípojné a odbočné pruhy, a 13,550 m za rozpletom. Vodorovná spodná doska komory má konštantnú šírku 5,7 m. V mieste odbočujúcich križovatkových vetiev sa z hlavného trámu odpája ich nosná konštrukcia. Odbočenie sa navrhlo prienikom komory hlavného mosta s výškou 4,0 m a komorového prierezu vetvy s výškou 2,4 m. Steny nosnej konštrukcie odbočujúcich vetiev majú premenný sklon, aby plynule nadviazali na tvar susedných objektov križovatkových rámp (obr. 7).

Obr. 4  Detail vystuženia ozubu na opretie výtlačného zariadenia	Obr. 5  Model mosta v mieste odpojenia rampy z hlavnej komory

Steny komory hlavného mosta majú konštantnú hrúbku 0,45 m po celej dĺžke mosta. V hornej časti sú rozšírené, čo pomáha šmykovej odolnosti prierezu. Prvé dva betonážne takty majú zosilnenú spodnú dosku na 0,45 m (štandardne má spodná doska hrúbku 0,25 m, na bokoch potom 0,45 m z dôvodu vedenia predpínacích káblov). Zosilnenie sa vyvolalo vysúvaním bez pomocných medzipodpôr v 60,0 m poliach. Priečniky nad piliermi majú hrúbku 1,50 m.

Deviátory sa realizovali ako jednoduché priečne prahy s hrúbkou 0,8 m v spodnej časti prierezu.
Celý návrh priečneho rezu vychádzal z potreby čo najviac vyľahčiť a zjednodušiť vonkajšie aj vnútorné debnenie. To napokon viedlo k väčšej spotrebe betonárskej výstuže, najmä v prvých štyroch taktoch, ktoré sú pri samotnom vysúvaní najviac namáhané (napríklad štvrtý takt 290 kg/m³ oproti bežným taktom za rozpletom – v poli 180 kg/m³, nad podporou 240 kg/m³). Každý most sa rozdelil na 17 betonážnych taktov a časť odbočujúcich rámp na pevnej skruži. Nosná konštrukcia sa realizovala z betónu C 35/45. Konštrukcia mosta sa v definitívnom stave uloží na spodnú stavbu pomocou hrncových ložísk. Na pilieroch 15 a 16, resp. 16 a 17 sa osadili pevné ložiská.

Obr. 7  Pozdĺžny rez a pôdorys mosta

Predpätie nosnej konštrukcie mosta 206-02b sa realizovalo kombináciou centrického predpätia a voľných káblov. Káble centrického predpätia sa umiestnili v hornej a spodnej doske. Prvé štyri lamely majú centrické káble aj v stenách. V hornej doske sa použilo spolu 16 káblov z 12 lán Lp 15,3 mm St 1570/1770. V dolnej doske je 8 káblov z 15 lán Lp 15,3 mm St 1570/1770. V stenách lamiel 1 až 4 je 10 až 6 káblov z 12 lán Lp 15,3 mm St 1570/1770. V pracovnej škáre je spojkovaná vždy polovica káblov. Voľné káble sa vedú v priečnikoch a v deviátoroch, osadzovali sa po vysunutí nosnej konštrukcie zaťahovaním do HDPE rúr. Spolu sa použilo 8 voľných káblov (v poslednom poli 6 kusov). Sú z 12 lán Lp 15,3 mm a ocele St 1 570/1 770.
Káble sa vedú vždy cez dve polia, kde je ukončená polovica káblov a druhá polovica pokračuje do ďalšieho poľa. V mieste rozpletu sa káble preťahovali cez tri polia. Laná káblov sú typu monostrand, t. j. s vlastnou ochranou, a budú dodatočne injektované v HDPE rúrach. Ako predpínací systém sa použil Dywidag vrátane kotiev a lán, dodávateľom je firma SM7.

Príslušenstvo
Vnútorné zvodidlá sú betónové v celej dĺžke mosta. Sú voľne položené na monolitických rímsach, ktoré majú malú konzolku, čím sa získala plocha na bezpečný posun zvodidla v prípade nárazu. Na vonkajších stranách sa betónové zvodidlo nachádza v mieste prechodu na objekty 217-01, resp. 217-02, kde sa napája na oceľové mostné zvodidlo. Za rozpletom sú na vonkajších stranách oceľové mostné zvodidlá. Odvodnenie sa realizovalo do miesta rozpletov pomocou odvodňovacích žľabov, kde sa voda priečnym zvodom napája do stredovej kanalizácie vedenej v komorách hlavného mosta (priečny zvod prechádza cez tri steny). Za rozpletom sa odvodnenie realizovalo pomocou mostných odvodňovačov napojených do pozdĺžneho zvodu zo sklolaminátu. Za oporu 21 sa potom odvodnenie napája do stredovej kanalizácie. Na začiatku mosta sú v každej komore plastové nádrže, do ktorých vyúsťuje odvodnenie mosta 206-01. Toto riešenie umožňuje vypustiť kompenzátory, ktoré by inak bolo potrebné inštalovať. Z nádrží voda voľne odteká potrubím v komore mosta, ktoré sa za oporou 21 napája na diaľničnú kanalizáciu.

V rámci mosta vedie informačný systém diaľnice s odbočkami na portál dopravného značenia a stožiar kamerového dohľadu. Mostný záver na prechode medzi mostom ponad Považskú Bystricu a mostom v križovatke Centrum je typu 3W s úpravou znižujúcou hlučnosť, pričom zospodu bude okrem toho odhlučnený zakrytím s protihlukovou výplňou. Mostný záver sa navrhol na celkový pohyb 1 120 mm (!). Mostný záver na opore 21 je lamelový povrchový s traverzovým nosným systémom od firmy RW na celkový pohyb 380 mm. Mostný záver má protihlukovú úpravu. Celá opora 21 vrátane častí zo susedných mostov sa zakryla bočnými a čelnými stienkami. Prístup pre údržbu je umožnený jednými dverami z čelnej strany opory. Po úložnom prahu sa možno dostať aj k susedným mostom.

Výstavba mosta
Ako bolo uvedené, most sa staval metódou postupného vysúvania. Vysúvanie prebiehalo smerom od žilinskej opory do kopca. Vysúval sa najprv pravý most a následne ľavý. Každý most sa rozdelil na 17 betonážnych taktov s dĺžkou 30, 24 a 18 m. Pracovný takt bol 7 až 8 dní na bežných lamelách. Dva betonážne takty na každom moste boli zasiahnuté rozpletom, kde sa pracovný takt predĺžil na 2, resp. 3 týždne. Pri týchto taktoch bolo treba rozobrať vonkajšiu časť debnenia a inštalovať nové debnenie. Vnútorné debnenie sa muselo tesársky prepracovať. Na urýchlenie prác sa vytvoril 3D model konštrukcie rozpletu a z tohto modelu sa potom generovali rezy po 1,0 m. Pre tieto takty si tak mohol zhotovovateľ z veľkej časti pripraviť debnenie bokom.

Obr. 10  Výtlačný lis a brzdný blok na opore 21

Jednotlivé betonážne takty sa realizovali v stabilnej výrobni a boli založené na násype diaľnice (obr. 8, 9, 10). Pri projektovaní existovala obava z nadmerného sadania podložia pod výrobňou (výška násypu takmer 7 m), preto sa urobilo šesť doplňujúcich geologických vrtov a penetračných skúšok. Vrty potvrdili prítomnosť málo únosných vrstiev mocnosti 1,50 m triedy F6-Cl, vrstvu ílovitých a piesčitých štrkov rôzneho stupňa uľahnutosti, ako aj možnosť prítomnosti ílovitých plástov s hrúbkou asi 1,0 m v hĺbke 9,0 m. Pod nimi boli ílovce rôzneho stupňa zvetrania. Keďže vo výrobni bolo možné pomocou lisov rektifikovať iba 15-milimetrové sadanie, urobil sa výpočet predikcie sadania podložia počas vysúvania. S ohľadom na harmonogram výstavby, a tým nedostatok času na konsolidáciu sa rozhodlo zlepšiť podložie pod výrobňou pomocou vibrovaných štrkových pilót. Plocha zlepšeného podložia bola 63 × 60 m. Pilóty s priemerom 600 mm sa realizovali v rastri 3 × 3 m s dĺžkou 7,0 m. Ďalej sa pod násypom inštalovali v troch profiloch horizontálne inklinometre, kde sa pravidelne meralo sadanie podložia. Násyp diaľničného telesa sa sypal z veľmi kvalitného materiálu a bez problémov sa dosiahlo Edef, 2 > 80 MPa. Sadanie samotnej výrobne merané na klznej dráhe nepresiahlo 5 mm.

Samotná konštrukcia výrobne sa skladala zo základového roštu plošne založeného na násype a dvojice železobetónových stien spojených železobetónovými rebrami. Na hornom povrchu stien sa potom osadila oceľová klzná dráha. Do vybratí v stenách sa osadili priečne oceľové nosníky, na ktorých sa urobila podlaha debnenia. Medzi výrobňou a oporou sa ešte realizovali pomocné piliere. Masívne bočné vedenie sa inštalovalo na začiatku výrobne, na pomocných pilieroch a úložnom prahu opory 21. Ďalej sa bočné vedenie inštalovalo na každom pilieri ako súčasť klzných blokov. Bočné vedenia na pilieroch sa dimenzovali iba na vodorovnú silu vetra (ak je dodržaná presnosť výstavby vo výrobni, nie je potrebné dimenzovanie na väčšie sily). Na každom pilieri sa inštalovali automatické stop spínače, ktoré v prípade, že vodorovná deformácia hlavy piliera prekročila povolenú medzu, zastavili celý výsuv. Po vysunutí pravého mosta sa celá výrobňa (betónové steny a debnenie) presunula po základovom rošte do polohy na vysúvanie ľavého mosta.

Oceľový výsuvný nos mal dĺžku 40,5 m, výšku 5,0 m a jeho hmotnosť je asi 160,6 ton. Most je rozdelený na štyri časti, ktoré sa k sebe spájajú pomocou skrutiek. Každá stena nosa sa k mostu prikotvila spolu 34 predpínacími tyčami Dywidag 36WR 950/1050. Prenos síl z nosa do priečnika sa zaistil aj zvislými predpínacími tyčami v počte 14 kusov pre každú stenu. Celková hmotnosť vysúvanej konštrukcie bola asi 13 400 ton.
V lete 2009 bolo jasné, že susedný most bude na spoločnom pilieri 12 vyhotovený skôr ako ľavý most a nebude miesto na vysunutie a rozobratie oceľového nosa. Preto sa realizoval pomocný pilier zo skružových prvkov na skoršie rozobratie oceľového nosa. Výstavba mosta sa začala v apríli 2008 a do prevádzky bude odovzdaný v máji 2010. Vysúvanie mosta sa začalo v novembri 2008 a posledný takt ľavého mosta sa vysunul pred Vianocami 2009. Rýchlosť samotného vysúvania je približne 5 až 6 m za hodinu, jeden takt v dĺžke 30 m sa teda vysunul v priebehu 6 hodín.

Záver
Ide o druhý most na Slovensku stavaný uvedenou technológiou. Vysúvanie mosta so zárodkami na napojenie nosných konštrukcií rámp je ojedinelou technickou špecialitou, ktorá trochu skomplikovala samotný projekt, ako aj výstavbu zasiahnutých betonážnych taktov a vyžiadala si veľké časové nasadenie všetkých zainteresovaných. Metóda vysúvania je efektívna metóda výstavby mostov, aj keď veľmi technologicky náročná a vyžaduje si pracovníkov so skúsenosťami. Celkovo viac než 900 m nosnej konštrukcie mosta sa vyrobilo za približne 13 mesiacov. Čo sa týka skúseností zo samotného projektovania, dôležitá je úzka spolupráca s priamym zhotovovateľom a dodávateľom technológie vysúvania, ktorí sú ochotní poskytnúť kvalitné podklady ich know-how. To sa pri tomto projekte podarilo.

Spotreba materiálov Betón nosnej konštrukcie:        11 179 m3 Plocha nosnej konštrukcie:        13 564 m2 Spotreba betonárskej výstuže (nosná konštrukcia):    2 484 ton Spotreba predpínacej výstuže:    súdržná výstuž    376 ton voľné káble    112 ton

Letmo betónovaný most cez rieku Váh na konci úseku D1 Sverepec – Vrtižer pri Považskej Bystrici
Pri Považskej Bystrici v súčasnosti prebieha výstavba nového úseku diaľnice D1 Sverepec – Vrtižer. Súčasťou tohto úseku je niekoľko nových mostných objektov vrátane opisovaného, ktorý prevádza diaľnicu cez rieku Váh.

Voľná šírka mosta (pre obidva smery Trenčín aj Žilina) je po celej dĺžke konštantná, a to 11,75 m. Smerovo je most na väčšine dĺžky priamy, do km 9,034360 na most zasahuje prechodnica celkovej dĺžky 150 m. V súlade so smerovými pomermi je priečny sklon na moste premenný a mení sa zo strechovitého na jednostranný (na ľavom moste z +2,5 % na –2,5 %, na pravom moste z +3,51 % na +2,50 %). Výškovo je most vo vypuklom vrcholovom oblúku polomeru R = 58 000 m, od staničenia 8,954600 je most v konštantnom klesaní –1,10 %. V rámci prípravných prác sa tento objekt rozpracoval vo dvoch variantoch, ktoré mali rovnaké rozmiestnenie podpôr a rozpätie polí, líšili sa však typom použitej nosnej konštrukcie. V prvom prípade sa navrhla spriahnutá oceľobetónová nosná konštrukcia, v druhom prípade komorová nosná konštrukcia z monolitického predpätého betónu. Na základe porovnaní z hľadiska technológie výstavby, nárokov na údržbu aj z hľadiska ekonomického sa na realizáciu vybral variant s nosnou konštrukciou z predpätého betónu.

Technické riešenie
Mostný objekt sa skladá z dvoch samostatných súbežných spojitých konštrukcií s piatimi poľami, oddelenými pozdĺžnou medzerou v strednom deliacom páse (zrkadlom). Keďže uhol kríženia diaľnice s riekou je pomerne malý (asi 40°), poradie polí ľavej a pravej nosnej konštrukcie je zrkadlovo obrátené. Rozpätie polí ľavého mosta je 50,0 + 64,5 + 96,0 + 56,0 + 40,0 m, rozpätie polí pravého mosta je 40,0 + 56,0 + 96,0 + 64,5 + 50,0 m.

Priečny rez každej konštrukcie je jednokomorový. Výška prierezu v krajných poliach je 3,5 m, uprostred hlavného poľa 4,0 m. Nad piliermi P3 a P4, ktoré ohraničujú hlavné mostné pole, sa výška prierezu zväčšuje nábehom na 5,25 m. Šírka nosnej konštrukcie je 14,4 m, šírka dolnej dosky 7,0 m. Steny sú zvislé a ich hrúbka (okrem kotevných blokov predpínacej výstuže) je 0,55 m, resp. 0,8 m v okolí pilierov P3 a P4. Hrúbka dolnej dosky v hlavnom poli sa mení od 0,36 m uprostred rozpätí do 1,0 m nad pilierom. Hrúbka dolnej dosky v ostatných poliach je 0,25 m, nad pilierom P2 a P5 je 0,5 m.

Obr. 12  Pozdĺžny rez pravým mostom

Krajné dve polia nosnej konštrukcie z každej strany mosta sa realizovali betonážou na pevnej skruži, hlavné pole sa realizovalo letmou betonážou. Pri hlavnom poli sa zvažovala možnosť betonáže na skruži založenej v koryte rieky, avšak vzhľadom na možnosť pomerne rýchleho a výrazného zvýšenia hladiny v prípade väčších prietokov sa od tohto variantu upustilo. Naopak, použitie letmej betonáže aj v krajných poliach, ktoré sa nachádzajú v malej výške a nad ľahko prístupným terénom, by nebolo efektívne.

Betonáž nosných konštrukcií na skruži prebieha po jednotlivých poliach s konzolami presahujúcimi približne do miesta nulového momentu nasledujúceho poľa. Realizácia nosnej konštrukcie prebieha v tomto poradí:

• párne pole P2 – P3, P4 – P5 (s obojstrannými konzolami),
• koncové pole P1 – P2, P5 – OP6,
• letmo betónované hlavné pole P3 – P4.

Dôvodom na začatie výstavby párnymi poľami je predĺženie času na konsolidáciu podložia pod plošným základom opory OP6, nezávislosť realizácie prechodového piliera, ktorý je súčasťou nadväzujúceho mostného objektu, ako aj možnosť prípadného urýchlenia výstavby mosta (prvé dve letmo betónované lamely pri každom pilieri možno realizovať pred betonážou koncových polí mosta).

Na letmú betonáž hlavného poľa sa použili betonážne vozíky firmy NRS, ktoré umožňujú výrobu lamely s dĺžkou maximálne 5,0 m a hmotnosťou maximálne 200 ton. Z toho dôvodu sa navrhla dĺžka prvej lamely pri pilieri 4,0 m (hmotnosť asi 170 ton), za ktorou nasleduje z každej strany 6 lamiel dlhých 4,75 m. Šírka uzavieracej škáry medzi konzolami je 4,0 m. Hmotnosť samotného betonážného vozíka je 58 ton, hmotnosť dreveného debnenia je ďalších 20 ton.

Nosná konštrukcia sa navrhla z betónu C 35/45(SK)-XC4, XD1, XF2, betonárska výstuž je z ocele 10 505 (R). Na predpätie sa použil predpínací systém VSL, typ CS 2000; použili sa káble z 19 a 22 lán s priemerom 15,7 mm – 1 570/1 770 MPa s veľmi nízkou relaxáciou.

Nosná konštrukcia sa na spodnú stavbu uložila pomocou hrncových ložísk. Na pilieroch P3-L a P4-P je pozdĺžne pevné uloženie, na ostatných podperách je uloženie pozdĺžne posuvné. Pretože sa mostný objekt nachádza v seizmickej oblasti, ložiská sa navrhli so zvýšenou horizontálnou únosnosťou.

Spodná stavba je monolitická železobetónová a skladá sa z prechodového piliera P1, medziľahlých pilierov P2 až P5 a koncovej opory OP6. Na prechodovom pilieri P1 most prechádza na nadväzujúcu estakádu popri Váhu. Pilier P1 sa v pozdĺžnom smere skladá z dvojice driekov na spoločnom základe, pričom každý driek slúži na uloženie jednej nosnej konštrukcie. Drieky tvarovo nadväzujú na riešenie pilierov mostov, ku ktorým patria.
Výška medziľahlých pilierov je od 7,4 do 10,0 m. Priečny rez driekom pilierov je vyľahčený do tvaru písmena I. Drieky pilierov s pevnými ložiskami (P3-L, P4-P) sa navrhli z betónu C 35/45(SK)-XC4, XF1, ostatné piliere z betónu C 30/37(SK)-XC4, XF1. Betonárska výstuž je z ocele 10 505 (R).

Koncová opora OP6 je vyľahčená a presypaná. Do základovej dosky sa votkli samostatné stĺpové drieky (dva pre každý smer diaľnice), umiestnené pod mostnými ložiskami. Základ aj drieky sú zasypané, pričom na zhutnenom zásype sa potom realizuje úložný prah so závernou stienkou a krídlami.

Piliere mosta sú založené na vŕtaných veľkopriemerových pilótach s priemerom 1,22 m a dĺžkou 13,0 až 20,0 m, ktoré sú votknuté do podložných ílovcov. Únosnosť pilót sa overila dvoma statickými zaťažovacími skúškami, ktoré potvrdili zodpovedajúcu zhodu výpočtu a reálneho správania pilót. Koncová opora OP6 je vzhľadom na menšie zaťaženie založená plošne. Na dosiahnutie spoľahlivej konsolidácie podložia pod plošným základom pred betonážou nosnej konštrukcie sa opora v dostatočnom predstihu založila a obsypala zemným telesom.

Statické riešenie nosnej konštrukcie
Nosná konštrukcia sa v pozdĺžnom smere navrhla ako obmedzene predpätá, v priečnom smere pôsobí ako železobetónová.

Pri značnom počte letmo betónovaných nosných konštrukcií sa po dokončení prejavujú nadmerné priehyby vrátane ich dlhodobého narastania. Nevyhnutné je preto pri návrhu tohto typu konštrukcií posúdiť nielen ich namáhanie, ale aj deformácie. Príčiny nadmerných priehybov sú predmetom pokračujúceho výskumu, ale za základnú príčinu možno označiť toto:

• zanedbanie šmykových deformácií stien a ochabnutie šmykom v doskách,
• použitie zastaraných funkcií na stanovenie objemových zmien betónu,
• nevhodné usporiadanie predpínacej výstuže,
• účinky diferenčného zmrašťovania.

Šmykové deformácie stien a ochabnutie šmykom v doskách sa pri výpočte uvažovali redukciou prierezových charakteristík a overením výsledkov na 3D doskostenovom výpočtovom modeli. Funkcie zmrašťovania a dotvarovania sa uvažovali podľa predbežných európskych noriem na navrhovanie stavebných konštrukcií (tzv. eurokódov). Ďalšie dva vplyvy sa podrobne rozpracovali v rámci bakalárskych prác študentov Stavebnej fakulty ČVUT v Prahe.

Jav nazvaný diferenčné zmrašťovanie súvisí so skutočnosťou, že rýchlosť zmrašťovania betónu závisí z veľkej časti od rýchlosti vysychania, teda aj od veľkosti betónového prvku. V tenších prvkoch preto narastá zmrašťovanie betónu spočiatku rýchlejšie ako v prvkoch silnejších. Keďže však výsledná hodnota zmrašťovania (po veľmi dlhom čase) zostáva prakticky rovnaká, v neskorších štádiách existencie betónovej konštrukcie sa zmrašťovanie tenších aj silnejších prvkov vzájomne vyrovnáva. To znamená, že zmrašťovanie silnejších prvkov sa v neskorších etapách v porovnaní s tenšími prvkami relatívne urýchľuje.

Prierez letmo betónovanej konštrukcie sa zvyčajne skladá z prvkov rozličnej hrúbky – dolná doska býva z väčšej časti silnejšia ako horná doska a steny. V dôsledku toho dochádza v počiatočnom období (počas letmej betonáže konzol) k rýchlejšiemu zmrašťovaniu horných častí prierezu v porovnaní s dolnou doskou, a tým k priehybu konzoly smerom nahor. V nasledujúcom období (po zmonolitnení konzol) sa postupne spomaľuje nárast zmrašťovania horných častí prierezu a relatívne zrýchľuje zmrašťovanie silnejšej dolnej dosky. Preto, naopak, dochádza k priehybu konštrukcie smerom nadol.

Obr. 14  Zvislé deformácie letmo betónovanej konzoly vplyvom diferenčného zmrašťovania [3]	Obr. 15  Zvislé deformácie konštrukcie vplyvom diferenčného zmrašťovania po zmonolitnenie konzol [3]

Na obr. 13 je uvedený priebeh zmrašťovania betónovej dosky rozdielnej hrúbky v čase (väčšie priblíženie konečných hodnôt zmrašťovania by nastalo po ešte dlhšom čase, než bolo posudzovaných 100 rokov). Na obr. 14 a 15 sú uvedené priehyby letmo betónovanej konzoly a zmonolitnenej konštrukcie v dôsledku diferenčného zmrašťovania.

Z hľadiska usporiadania predpínacej výstuže je nevyhnutné zamerať sa predovšetkým na výškový priebeh káblov a polohu ich kotiev. Z hľadiska výškového priebehu káblov možno konštatovať, že na elimináciu zvislých deformácií sú výrazne účinnejšie dvíhané káble, ktoré na konštrukciu vyvíjajú priečne – vynášacie – sily účinkom predpätí. Naopak, priame káble (používané prevažne pre káble konzolové, v niektorých prípadoch aj pre časť káblov spojitosti) sú na elimináciu zvislých deformácií oveľa menej účinné (obr. 16 a 17).

Obr. 16  Schéma zvislej deformácie pôsobením zdvíhaného kábla spojitosti v hlavnom poli (1 × 19 lán) [4]	Obr. 17  Schéma zvislej deformácie pôsobením kábla spojitosti (1 × 19 lán), tvoreného čiastkovými priamymi káblami v hlavnom poli a nad priľahlými podperami [4]

Z hľadiska polohy kotiev predpínacej výstuže možno povedať, že umiestnenie kotiev treba zvoliť s ohľadom na priebeh vplyvových čiar priehybu (resp. jej derivácie) tak, aby koncové momenty v mieste kotiev spôsobovali deformáciu smerom nahor, a nie nadol.

Záver
V súčasnosti sa výstavba úseku diaľnice D1 Sverepec – Vrtižer blíži ku koncu. Most má dokončenú nosnú konštrukciu a osadzuje sa vybavenie. V priebehu apríla sa uskutoční aj zaťažovacia skúška. V rámci výstavby a prevádzky objektu sa realizujú krátkodobé merania aj dlhodobý monitoring – most je vybavený snímačmi na sledovanie teploty a napätosti v priereze, ako aj v predpínacej výstuži.

Literatúra
[1]    Křístek, V. – Vráblík, L. – Hrdoušek, V.: Analýza příčin a návrh opatření pro zabránění vzniku nadměrných průhybů předpjatých mostů velkých rozpětí. In: Sborník konference Mosty 2008. Brno: Sekurkon, s. r. o., 2008.
[2]    Kolektiv autorů: Navrhování betonových mostů podle ENV 1992-2. Sborník ke školení. Praha: ČVUT v Praze a ČBZ, 1999.
[3]    Klečka, J.: Letmá betonáž – diferenční smršťování. Bakalářská práce.
Praha: ČVUT v Praze, 2008.
[4]    Petřík, M.: Letmá betonáž – variantní uspořádání předpínací výztuže. Bakalářská práce. Praha: ČVUT v Praze, 2008.
[5]    Halvonik, J.: Dynamický výpočet a seizmické posúdenie pilierov časti stavby SO 208 – 00 na D1, úsek

Autori: Robert Vorschneider, Rastislav Pisarčík, Tatiana Meľová, Petr Hurbánek, Vladimír Engler, Jan Blažek, Roman Šafář
FOTO: Valbek, spol. s r.o.

Článok bol uverejnený v časopise Inžinierske stavby/Inženýrske stavby.