História Mestskej estakády v Považskej Bystrici očami projektanta
História tohto dominantného mostného objektu stavby diaľnice cez Považskú Bystricu sa začala písať už v roku 2001. Po dlhotrvajúcich sporoch o koncepciu vedenia trasy diaľnice D1 v úseku Sverepec – Vrtižer sa vtedy investor stavby – Riaditeľstvo diaľnic – rozhodol zamietnuť finančne nákladné tunelové varianty trasy a v ďalšej etape projektovej prípravy sa orientovať na estakádny variant vedenia trasy diaľnice D1 cez Považskú Bystricu. Tento variant sa totiž počas predchádzajúceho obdobia viackrát porovnával s tunelovými variantmi a vo všetkých posudkoch domácich aj zahraničných expertov bol vyhodnotený ako najvhodnejší.
Geometria mosta
Od prvých minút práce na projekte mal projektant jednoznačný zámer budovať nosnú konštrukciu estakády technológiou vysúvania. Dôvodom bola snaha v minimálnej miere obmedzovať život mesta výstavbou mosta. Hlavná výrobňa mala byť schovaná na vŕšku Šibeničník a nosná konštrukcia sa mala bez ďalších pomocných prvkov vysúvať po podperách smerom k Váhu. Tomuto zámeru sa prispôsobilo trasovanie diaľnice aj vedenie nivelety v úseku mosta.
Dĺžka mosta
Mestská estakáda je svojou dĺžkou 968,73 m najdlhším mostným dilatačným celkom na Slovensku. Návrh tejto dĺžky vyplynul z už spomínaného zámeru použiť na realizáciu nosnej konštrukcie technológiu vysúvania. Tento technologický postup vyžaduje v celom premosťovanom úseku súvislú konštrukciu, preto bola dĺžka mosta limitovaná polohou výrobne nad Šibeničníkom a poslednou premosťovanou prekážkou, riekou Váh. Poloha koncov mosta, a tým poloha mostných záverov, je priaznivá aj z hľadiska zaťaženia centrálnej časti mosta hlukom.
Rozpätia polí
Most má 10 polí a jeho hlavné polia majú veľkorysé rozpätie 122 m. Rozpätia polí aj polohy podpier boli limitované hlavnými premosťovanými prekážkami – novobudovanou okružnou križovatkou v centre mesta, potokom Mošteník, Okružnou ulicou, železničnou traťou a riekou Váh. Umiestnenie podpier takisto ovplyvňovala snaha minimalizovať asanáciu existujúcej zástavby.
Konštrukčné riešenie mosta
Mestská estakáda je prvým diaľničným mostom na Slovensku, ktorého nosná konštrukcia nesie celý diaľničný profil, a v priečnom smere ju podopiera iba jedna podpera. Jej hlavným nosným prvkom mala byť mohutná komora. Mostovku po oboch stranách komory mali podopierať šikmé tyčové vzpery, ktoré mali v podhľade mosta tvoriť priehradový nosník, a okrem statickej funkcie mali spoluvytvárať aj zaujímavý a neštandardný vzhľad mosta. Vnútri komory sa plánovalo umiestnenie ďalších tyčových vzpier, ktoré mali zabezpečovať prenos síl do závesov. V pozdĺžnom smere mala byť nosná konštrukcia nesená systémom závesov kotvených v 7 pylónoch. Pylóny a závesy sú v návrhu umiestnené v jednej rovine v osi diaľnice. Toto konštrukčné riešenie v kombinácii s už spomínaným veľkým rozpätím polí malo zabezpečiť, že do profilu mesta pod estakádou bude osadené minimum „novej hmoty“ a nezatarasí sa tak priehľad pod mostom. Umožnilo by to tiež do priestoru pod mostom preložiť štátnu cestu l/61, čím by sa centrum mesta odľahčilo od automobilovej dopravy. Navrhnuté technické riešenie mosta malo pôsobiť „odvážne“ a vyjadrovať technický pokrok v oblasti mostného staviteľstva.
Než sa však začala Mestská estakáda budovať, prešla pôvodná koncepcia z DÚR niekoľkými názorovými etapami. V rámci prác na DSP a DP sa koncepcia zaveseného mosta zmenila na systém extradosed, výška pylónov bola z pôvodných 20 m znížená na 12 m, pridal sa stredný trám a nosná konštrukcia sa rozdelila na 2 dilatačné celky. Mala sa budovať technológiou letmá betonáž a zárodky nosnej konštrukcie sa mali budovať na mohutných vežiach PIŽMO. Keďže som sa na tejto etape prác nezúčastnil (DSP a DP vypracoval DOPRAVOPROJEKT Bratislava), nebudem túto koncepciu hodnotiť.
V rámci prípravnej fázy tendra na zhotoviteľa tohto diela vznikali rôzne nové koncepcie Mestskej estakády v réžii firiem, ktoré sa o túto stavbu uchádzali. Zámerom variantných riešení bolo navrhnúť konštrukciu, ktorá by mala nižšie stavebné náklady a ktorá by sa dala postaviť rýchlejšie. Pokiaľ som informovaný, o takéto varianty sa pokúšali ďalšie dve projektové firmy. Ja, samozrejme, môžem oboznámiť verejnosť iba s návrhmi, ktoré navrhla spoločnosť Alfa 04. Aj keď by sa dalo namietať, že dnes, keď sa už most realizuje, je to bezpredmetné, myslím si, že konfrontovať myšlienky je zaujímavé vždy.
Ako som spomenul v opise návrhu Mestskej estakády v DÚR, jedným zo základných predpokladov koncepcie mosta bola realizácia nosnej konštrukcie technológiou vysúvania. Túto myšlienku sme preto opätovne rozvíjali počas prípravy alternatívneho návrhu mosta v rámci tendrového konania. Vysúvať konštrukciu s rozpätím poľa 122 m má však svoje materiálové limity. A keďže sme zavrhli variant s pomocnými podperami (bolo by ich nutné umiestniť na križovatku a takisto do toku Váhu a ich konštrukcia pri výške až 35 m by bola veľmi nákladná), do úvahy prichádzala iba oceľová konštrukcia, resp. spriahnutá konštrukcia (oceľové hlavné nosníky, betónová mostovka). Vysoká cena oceľovej ortotropnej mostovky však definitívny výber spriahnutej nosnej konštrukcie uľahčila.
Analyzovaný bol variant spriahnutej oceľovo-betónovej nosnej konštrukcie, vysúvaný bez pomocných podpier, ale s pomocou vyvesovania konštrukcie cez montážnu vežu. Najprv sme zvažovali štandardnú kombináciu montážnej veže a dlhého výsuvného nosa. Úspornejším sa nakoniec ukázal neštandardný variant, v rámci ktorého by sa v štádiu vysúvania použil definitívny pylón so závesmi, montážna veža a krátky výsuvný nos (obr. 2).
Obr. 2: Vysúvaná spriahnutá oceľobetónová konštrukcia
Keďže v čase prípravy tohto riešenia sa cena ocele na svetových trhoch pohybovala nepríjemne vysoko, hľadali sme riešenia, ako tento variant dostať do prijateľných cenových medzí. Zásadným rozhodnutím pri hľadaní úspor bol návrh realizácie betónovej mostovky. Osvedčená technológia betonáže mostovky pomocou betónovacích vozíkov sa v našom prípade javila ako cenovo neprijateľná vzhľadom na neštandardnú konštrukciu vozíka (celý diaľničný profil) a nutnosť pri požadovanom tempe výstavby nasadiť väčší počet vozíkov. Preto sme zvolili postup, v rámci ktorého by sa ako stratené debnenie použili prefabrikované rebrové železobetónové dosky, ktoré by sa po dobetónovaní monolitickej časti dosky a spriahnutí s oceľovou konštrukciou stali súčasťou nosného prierezu mostovky.
Nosná konštrukcia v tomto variante riešenia mala byť zavesená na 7 pylónoch s výškou 20 m prostredníctvom systému závesov, ktoré by boli umiestnené v osi mosta. Spodnú časť pylónov mal tvoriť oceľový plášť spriahnutý s betónovou výplňou, v hornej časti mala byť oceľová skriňa s ukotvenými závesmi. Výška pylónu mala zabezpečiť efektivitu vyvesenia a ovplyvniť aj výsledný „dizajn“ mosta. Po oboch stranách mosta sú totiž protihlukové steny, a pylóny s vejárom závesov ako dominantné pohľadové prvky mosta sa preto za nimi nesmú strácať. Spodnú stavbu mosta by tvorili štíhle elegantné podpery, ktorých tvarovanie by vyniklo predovšetkým pri večernom osvetlení (obr. 1).
Opísaný variant Mestskej estakády sa nám v čase vzniku projektu javil ako elegantné riešenie z hľadiska architektúry aj spôsobu realizácie a priaznivé ukazovatele spotreby materiálu ho posúvali do polohy zaujímavej aj pre budúceho zhotoviteľa. Výsledné rozhodnutie o tom, že opísaný koncept estakády nakoniec nebol použitý, ovplyvnili dve skutočnosti – práve kulminujúce vysoké ceny ocele a požiadavka na extrémne krátku lehotu výstavby estakády, ktorú nebolo možné zabezpečiť ani takou progresívnou technológiou, akou je vysúvanie.
Aby mohla byť splnená požiadavka vybudovať Mestskú estakádu za 22 mesiacov, musel projektant siahnuť po technológii, ktorá by umožnila súčasne budovať nosnú konštrukciu mosta na viacerých úsekoch. Takouto technológiou je „letmá betonáž“, avšak zabezpečiť požadovanú dobu výstavby bolo možné iba unikátnym súbežným nasadením 14 betónovacích vozíkov. Na tejto materiálovej báze a s touto technológiou bola však navrhnutá estakáda aj v DSP a DP. V čom je teda výsledný návrh iný a čím sa stal atraktívnejší pre zhotoviteľa?
Stručne zrekapitulujem základné body tejto koncepcie (obr. 3):
- pôvodná konštrukcia s dvoma dilatačnými celkami sa nahradila konštrukciou fungujúcou ako jeden dilatačný celok,
- ako podpery sa použili zdvojené steny, ktoré zabezpečujú stabilitu vahadla počas celej jeho výstavby bez potreby pomocných podpier (vylúčili sa tým pôvodne navrhované mohutné stabilizačné veže PIŽMO),
- pôvodná priamopásová dvojkomorová nosná konštrukcia sa nahradila jednokomorovou konštrukciou premennej výšky,
- pôvodná 4-etapová betonáž nosnej konštrukcie sa nahradila betónovaním nosnej konštrukcie vcelku,
- výška pylónov sa zvýšila na 14 m (z pôvodných 12 m), aby neboli prekryté protihlukovými stenami, a upravil sa ich tvar,
- pôvodných 2 ×18 káblov (na jednom pylóne) typu extradosed (19 Ø Ls 15,3 – 1770) sa nahradilo 2 × 8 káblami (37 Ø Ls 15,7 – 1860),
- pôvodné hladké sedlá závesov sa nahradili sedlami so zarážkou, čím sa zvýšila ich účinnosť.
Obr. 3: Letmo betónovaná konštrukcia z predpätého betónu (realizovaný variant)
Uvedené zmeny zabezpečia menšiu prácnosť realizácie konštrukcie a nižšiu spotrebu materiálov. To umožnilo zhotoviteľovi vstúpiť do súťaže na zhotovenie konštrukcie s víťaznou cenou a vyhovieť extrémnym požiadavkám na čas výstavby diela.
V počiatočných fázach zákazky projektant pripravil aj letmo betónovaný variant z predpätého betónu s obdobnou skladbou konštrukcie, ale bez pylónu a závesov. Hoci tento variant bol mimoriadne atraktívny z hľadiska stavebných nákladov a času výstavby, nostalgia verejnosti Považskej Bystrice k avizovanému pylónovému variantu nakoniec rozhodla o výslednom riešení.
Podrobné parametre realizovaného diela boli prezentované v minulom čísle Inžinierskych stavieb, preto ich nebudem opakovať. Skonštatujem iba, že sa projektantom podarilo v extrémne krátkom čase pripraviť projekt Mestskej estakády tak, že bol cenovo aj realizačne pre zhotoviteľa aj investora stavby atraktívny, obidvaja si ho osvojili a v súčasnosti ho realizujú. V súvislosti s tým chcem oceniť aj korektný prístup projektantov DSP a DP, ktorí svojím konštruktívnym prístupom k zmenám pôvodnej koncepcie (hoci viem, že to bolo bolestivé) umožnili administratívne zvládnutie procesu zmeny projektu, a tým aj plynulý začiatok stavebných prác.
Autorom prezentovaných alternatívnych koncepcií Mestskej estakády je Alfa 04 Bratislava. Finálnu a v súčasnosti realizovanú verziu projektu Mestskej estakády vypracovali firmy Alfa 04 Bratislava a SHP Brno. Stavbu realizuje združenie Doprastav a Skanska. Obstarávateľom stavby je Národná diaľničná spoločnosť.
V súčasnosti napreduje výstavba Mestskej estakády obdivuhodným tempom. Realizačné združenie má ambície spojazdniť stavbu v júni budúceho roka. Keďže tento zámer je na hranici reálnych možností, dúfam, že najbližšia zima bude k stavbárom „ústretová“. Som presvedčený, že v druhej polovici budúceho roka bude stáť v Považskej Bystrici mostné dielo, ktoré bude svojimi technickými a úžitkovými parametrami, spôsobom a tempom výstavby a aj svojou architektúrou (obr. 4) unikátom nielen v rámci Slovenska.
Ing. Miroslav Maťaščík
Obrázky: Alfa 04, a. s.
Miroslav Maťaščík je Hlavný inžinier projektu Mestskej estakády.
Článok bol uverejnený v časopise Inžinierske stavby/Inženýrské stavby.
