Návrh modernizácie železničnej trate Púchov – Považská Bystrica

Úsek železničnej trate Púchov – Považská Bystrica je súčasťou 1. etapy stavby modernizácie železničnej trate Púchov – Žilina, ktorá leží na koridore č. Va. Etapa č. 1 bola v stupni dokumentácie pre stavebné povolenie rozdelená na dve samostatné časti a traťový úsek Púchov (mimo železničnej stanice) – Považská Bystrica (mimo železničnej stanice) tvorí samostatnú stavbu.

Samotný návrh modernizácie železničnej trate v úseku Púchov – Považská Bystrica zohľadnil požiadavky na dosiahnutie požadovaných rýchlostných parametrov modernizovanej trate, t. j. rýchlosti 160 km/h. Z tohto dôvodu si trasovanie modernizovanej trate vyžiadalo takmer úplnú preložku jestvujúcej trate. Celková dĺžka existujúceho úseku trate je 10,981 km, po zmodernizovaní sa skráti na 8,302 km. Tento úsek trate bude teda skrátený o 2,679 km, čo tvorí 24 % z celkovej dĺžky súčasného stavu. Preložka trate v novej polohe bude realizovaná v dĺžke 7,65 km, čo predstavuje 92 % dĺžky trate po modernizácii.

História a súčasný stav
Železničná trať v úseku Trenčín – Žilina (Nová Žilina) bola uvedená do prevádzky 1. novembra 1883. Okolo Váhu viedla železnica na krátkom úseku po pravom brehu práve v okolí súčasnej Nosickej priehrady. Váh prekonala trať dvoma mostmi (takzvané milochovské), aby sa skrátila vzdialenosť medzi Púchovom a Považskou Bystricou a vyhlo sa nepriaznivým geografickým podmienkam meandrovitého územia Váhu.

Na začiatku 50. rokov 20. storočia bolo rozhodnuté o výstavbe Priehrady mládeže (Nosickej priehrady) na rieke Váh, čo spôsobilo preložku železničnej trate v mieste budúcej priehrady. Priehradný múr je vybudovaný presne na mieste, kde sa kedysi nachádzal dolný Milochovský most. Prevádzka na preloženej trati sa začala v januári 1958.

Súčasná železničná dvojkoľajová trať v traťovom úseku Púchov – Považská Bystrica kopíruje úbočie Strážovských vrchov v dotyku s ľavým brehom rieky Váh a Nosickej priehrady.

Smerové pomery sú pomerne zložité, na traťovom úseku sa nachádza veľký počet smerových oblúkov s rôznymi hodnotami polomerov od asi 550 m. Maximálna traťová rýchlosť má hodnotu 100 km/h. Sklonové pomery trate sú nenáročné, priemerná hodnota pozdĺžneho sklonu trate je okolo 3 ‰. Jestvujúci železničný zvršok tvorí koľajový rošt uložený v štrkovom lôžku s hrúbkou minimálne 0,50 m. Na existujúcej trati sa nachádza aj jednoúrovňové priecestie v starom železničnom kilometri (sžkm) 161,975, ktoré bude demontované.

Navrhovaný stav
Nová trasa (jej stavebná časť) sa začína v sžkm 159,099 991 (nový železničný kilometer – nžkm 158,398 728). Koniec je v sžkm 169,261 043 (nžkm 166,700 000). Nžkm bol stanovený v postupnosti na predchádzajúcu stavbu modernizácie železničnej trate v úseku Nové Mesto nad Váhom – Púchov.

Železničná trať v sžkm 158,398 728 opúšťa pôvodnú trať a prechádza smerom k Nosickému kanálu, ktorý následne premosťuje mostným objektom. Návrh mostného objektu musel zohľadňovať plavebný gabarit v rámci Vážskej vodnej cesty. V pokračovaní prechádza železničná trať cez ostrov medzi Nosickým kanálom a riekou Váh striedavo na železničných viaduktoch a násypoch. Železničné viadukty sú navrhnuté na zabezpečenie odtokových pomerov v prípade záplav. Na ostrove je navrhnuté zriadenie novej zastávky Nosice. Zastávka bude vybavená dvoma nástupišťami s dĺžkami á 250 m. Prístup na zastávku bude zabezpečený ponad Nosický kanál novou lávkou pre peších. Pôvodná zastávka Nosice sa zruší.

Návrh trasovania pokračuje ponad rieku Váh na mostnom objekte. Na ňom sú zriadené obojstranné chodníky pre peších a cyklistov. Týmto riešením sa zabezpečí prístup na zastávku aj v smere od obce Nimnica a kúpeľov Nimnica. Železničná trať sa ďalej vedie ponad cestu II/507 a následne zaúsťuje do západného portálu tunela Diel, ktorý sa nachádza za kúpeľmi Nimnica. Jeho dĺžka je 1 081,700 m. Súčasťou tunela je aj úniková štôlňa. Pri výjazde z východného portálu tunela Diel je navrhnutý mostný objekt ponad Nosickú priehradu, pričom tento návrh rešpektuje plavebný gabarit. Návrh pokračuje novým vedením trasy, ktorá smeruje cez ďalší mostný objekt do západného portálu tunela Milochov. Celková dĺžka tunela je 1 861 m. Jeho súčasťou je aj úniková štôlňa. V pokračovaní je železničná trať zaústená v sžkm 169,1 do pôvodnej trasy. Z uvedeného vyplýva, že trať je v prevažnej časti v styku s umelými stavbami, čo je konštrukčne zohľadnené v železničnom zvršku. Od nžkm 161,000 po nžkm 166,610 (dĺžka 5 610 m) je v trati použitý bezštrkový zvršok – takzvaná pevná jazdná dráha (PJD).

Minimálny polomer oblúka v UČS 44 má hodnotu 1 214,800 m, maximálny 2 354,200 m. Maximálna hodnota prevýšenia koľaje má hodnotu 120 mm. Štandardná osová vzdialenosť koľají pri modernizovanej trati je 4,10 m. V tejto stavbe sa vzdialenosť mení na hodnotu 4,20 m v oboch tuneloch a priľahlých úsekoch. Mení sa aj na začiatku, a to na staničnú hodnotu 4,750 m. Zmena osovej vzdialenosti koľají je vždy vykonaná v priľahlých traťových oblúkoch. Návrh trasy a smerových pomerov vychádza z lokálnych podmienok a je limitovaný zástavbou, ako aj stavbou terénu.

Výškové vedenie navrhovanej trasy ovplyvňujú prakticky všetky umelé stavby (mosty a tunely). Maximálny sklon trate má hodnotu 8,261 ‰ a nachádza sa hneď za zhlavím železničnej stanice Púchov v stúpaní na most cez kanál Váhu. Podobný sklon s hodnotou 8,237 ‰ má trať od nžkm 160,648 pred zastávkou Nosice až po najvyšší lom v nžkm 163,200. Tento úsek bez ďalších podružných lomov zabezpečí, že tunel Diel a estakáda cez nádrž Nosice budú v jednotnom pozdĺžnom sklone. Sklon je dostatočný na pozdĺžne odvodnenie tunelov. Cieľom návrhu nivelety bolo zabezpečiť mimoúrovňové kríženie s existujúcou traťou v nžkm 163,263, čo zjednoduší stavebné postupy a zabezpečí plynulosť prevádzky na súčasnej trati počas výstavby. Od nžkm 163,200 trať klesá k železničnej stanici Považská Bystrica.

Koľaj v UČS 44 bude bezstyková, zriadená z koľajnicových pásov tvaru 60 E2 dlhých minimálne 75 m. Súčasťou stavby sú aj štyri výhybky tvoriace dve jednoduché koľajové spojky na žilinskom zhlaví železničnej stanice Púchov. Všetky sú sústavy UIC 60 a nahradia koľajové spojky vybudované pri modernizácii železničnej stanice Púchov.

Okrem výhybkových konštrukcií budú do koľaje vložené aj dilatačné zariadenia. V rámci stavby sa nachádza niekoľko mostných objektov s veľkými rozpätiami, respektíve veľkými dilatujúcimi dĺžkami nosnej konštrukcie.

V súlade s hlukovou štúdiou sú na ochranu obyvateľstva pred nepriaznivými účinkami z dopravy navrhnuté protihlukové steny. Protihlukové steny budú znižovať nepriaznivé hladiny hluku na prípustnú úroveň.
 
Špecifiká stavby
Nový železničný most nad Nosickým kanálom
Most prevedie železničnú trať ponad koryto Nosického kanála, v ktorom sa do budúcnosti počíta s plavebnou dráhou ako súčasťou Vážskej vodnej cesty. So zreteľom na rešpektovanie plavebnej dráhy, dodržanie kolmého uloženia konštrukcie a nepriaznivé kríženie trate s prekážkou (19,50°) výrazne narástla dĺžka premostenia až na hodnotu 378,454 m. Vzhľadom na smerové pomery železničnej trate bolo súčasne potrebné riešiť premostenie dvojkoľajovým mostom.

Železničná trať je na moste v prechodniciach k protismerným smerovým oblúkom s polomermi r1 = 1 504,75 m (koľaj č. 1), r2 = 1 500,00 m (koľaj č. 2) pred mostom, respektíve r1 = 1 214,80 m, r2 = 1 219,00 m za mostom s maximálnym prevýšením koľaje na moste v hodnote 100 mm a v stúpaní v smere staničenia +8,26 ‰. Osová vzdialenosť koľají č. 1 a 2 na moste je premenná v rozsahu 4 200 až 4 262 mm. Na moste sa použil železničný zvršok UIC 60 na betónových podvaloch B91, uložených v priebežnom koľajovom lôžku. Stanovená dĺžka premostenia, ako aj snaha minimalizovať stavebné práce v koryte Nosického kanála viedli k voľbe štvorpoľovej oblúkovej dvojkoľajovej nosnej konštrukcie s rozpätiami jednotlivých polí 62,40 + 124,80 + 124,80 + 62,40 m, pričom vnútorné mostné polia č. 2 a 3 premosťujú Nosický kanál tak, aby bol zachovaný plavebný priestor 2 × 30,00 m, a krajné polia č. 1 a 4 premosťujú čiastočne koryto kanála a čiastočne priľahlé inundačné územia.

Nový železničný viadukt na ostrove Nosice
Sústava železničných viaduktov sa nachádza v inundačnou území Váhu, pričom v budúcnosti sa na ostrove Nosice uvažuje o vybudovaní rekreačnej oblasti. Z potreby zabezpečiť voľný prietok vody inundačným územím vyplýva, že železničnú trať nemožno viesť na násype, ale treba vybudovať mostné objekty. Trať je v danom úseku v smerovom oblúku a v stúpaní smerom k Považskej Bystrici.

Z toho dôvodu sa navrhla železobetónová prefabrikovaná konštrukcia z betónu C45/55 s plošným založením. Voľba tejto konštrukcie minimalizuje zásah do vodného zdroja minerálnych vôd.

Nosnú konštrukciu tubusu tvorí v priečnom smere osem prstencov skladobnej šírky 2,5 m a nadväzujú na ňu krídlové steny rovnakého tvaru ako stenové dielce tubusu. Tie sa zvažujú v sklone 1 : 1,75, ktorý kopíruje sklon železničného násypu. Voľná šírka na moste dosahuje hodnotu medzi rímsami 18,0 m a celková šírka konštrukcie v päte násypu je 40,0 m. Stenové dielce a krídlové steny sú zmonolitnené pätkami. Dĺžky viaduktov sú:

• viadukt p. č. 1 – 221,0 m,
• viadukt p. č. 2 – 121,0 m,
• viadukt p. č. 3 – 222,45 m,
• viadukt p. č. 4 – 121,0 m.

 
Nový železničný most nad Váhom
Most prevádza železničnú trať cez koryto Váhu z priľahlého inundačného územia k tunelu Diel. Je situovaný pod rozdelením pôvodného koryta Váhu a umelého kanála. Vzhľadom na umiestnenie mosta v blízkosti obce sa na ňom nachádza protihluková stena. Trať je v mieste kríženia smerovo v oblúku s polomerom r = 1 404 m s výškovým sklonom k Púchovu +8,1 ‰.

Nosná konštrukcia hornej stavby mosta je navrhnutá z predpätého betónu pevnostnej triedy C40/50. V oboch smeroch koľají je navrhovaný most so šírkou 11 820 mm, s obojstrannými konzolovými doskami širokými 2,3 m na chodníky pre chodcov a cyklistov. Celková šírka mosta je 16,42 m. Most predstavuje 5-poľový spojitý nosník, budovaný metódou letmej betonáže, s výnimkou časti krajných polí, ktoré sa budú realizovať na podpernej skruži. Rozpätia polí mosta sú 47,5 + 3 × 65,0 + 47,5 m. Priečny rez je dvojko­mo­rový so šírkou trámov 600 – 920 – 600 mm a s premennou výškou od 3 000 mm v strede rozpätí jednotlivých polí až do 8 000 mm nad jednotlivými medziľahlými podperami. Minimálna hrúbka mostovky – hornej dosky – je 300 mm. Mostovka spolu s nosnými trámami vytvára priestor na uloženie pevnej koľajovej dráhy a káblovej trasy po oboch stranách mosta. Spodná doska má premenlivú hrúbku od 600 mm pri podpere po 400 mm v strede rozpätí polí. Svetlá šírka komôr mosta je 4 850 mm a svetlá výška medzi doskami je premenlivá od 7 020 mm pri podpere po 2 220 mm v poli.

Tunel Diel
Tunel Diel prechádza masívom vrchu Diel, ktorý tvorí centrálnu časť meandra Váhu v tomto úseku jeho toku. Tunel je navrhovaný na železničnú dopravu, a to ako jednorúrový dvojkoľajový s osovou vzdialenosťou koľají 4,200 m. Priechodný prierez je typu C s nadstavcom na elektrifikované trate pre návrhovú traťovú rýchlosť 160 km/h, výhľadovo 200 km/h. Os prierezu tunela je vždy zvislá. Tunelová rúra je rozdelená na úseky budované razením a hĺbením. Hĺbené úseky sú budované v otvorenej stavebnej jame na oboch portáloch, ktoré sa následne zasypú. Povrch zásypov bude rekultivovaný zatrávnením a vhodnou výsadbou kríkov a drevín tak, aby sa zachoval charakter prírodného prostredia. Razená časť tunela sa bude realizovať v zmysle zásad Novej rakúskej tunelovacej metódy (NRTM) s použitím mechanického rozpojovania pomocou tunelbagra v priportálových oblastiach. Trhavinové rozpojovania sa použijú po zarazení tunelovej rúry do kompaktnejšieho horninového masívu.

Tunelové ostenie je navrhnuté ako dvojplášťové, tvorené primárnym a sekundárnym ostením, oblúkového tvaru. Bezpečnosť tunela je dosiahnutá radom konštrukčných a technologických opatrení. Na základe požiadavky predpisu TSI-INS, TSI-SRT (2008/163/ES) bude tunel Diel vybavený únikovou štôlňou dĺžky asi 304,150 m a priečnym prepojením do tunelovej rúry dĺžky približne 21 m. Profil priečneho prepojenia je totožný s profilom únikovej štôlne. Smerové vedenie štôlne je navrhnuté ako polygón, súbežne s osou tunelovej rúry. Štôlňa je vyústená na východnom portáli tunela Diel.
 
Nový železničný most nad Nosickou priehradou
Most v celkovej dĺžke 653,45 m prevádza železničnú trať cez Nosickú priehradu z tunela Diel a ďalej pokračuje mostom cez jestvujúcu dvojkoľajovú železničnú trať a cestu smerom k Považskej Bystrici. Most umožňuje splavnosť dvoma plavebnými šírkami. Samotný most má šírku 11 700 mm a je navrhnutý ako dvojkoľajový s jednostranným chodníkom pre chodcov a cyklistov. Most predstavuje 13-poľový spojitý nosník, budovaný metódou letmej betonáže, s výnimkou časti krajných polí, ktoré sa budú realizovať na podpernej skruži. Rozpätia polí mosta sú 39,0 + 11 × 51,5 + 37,54 m. Priečny rez mosta je dvojkomorový so šírkou trámov 500 – 1 200 – 500 mm a s konštantnou maximálnou výškou prierezu 3 200 mm. Minimálna hrúbka mostovky – hornej dosky je 300 mm. Mostovka spolu s nosnými trámami vytvára priestor na uloženie pevnej jazdnej dráhy a káblovej trasy po oboch stranách mosta. Spodná doska má premennú hrúbku od 600 mm pri podpere po 300 mm v strede rozpätí polí. Svetlá šírka komôr mosta je 4 750 mm a svetla výška medzi doskami je premenná od 2 220 mm pri podpere po 2 520 mm v poli. Most je nad podperami stužený železobetónovými priečnikmi hrubými 2 000 mm. Stužujúci rám je vytvorený aj na mieste kotvenia EDS káblov.

Spodnú stavbu mosta tvorí masívna železobetónová opora z betónu C30/37. Desať vnútorných medziľahlých pilierov pôdorysného kruhového tvaru je zo železobetónu C35/45. Piliere 2, 3, 4, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 13 majú priemer 4 m s klznými ložiskami v pozdĺžnom smere a ďalšie dva piliere 7 a 8 priemer 5 m s pevnými, neposuvnými ložiskami v pozdĺžnom smere. Pilier je v hornej časti ukončený úložným prahom šírky 2 m. Posledná podpora č. 14 je spoločná s podporou nadväzujúceho mosta nad cestou a železničnou traťou.

Tunel Milochov
Na preklenutie úpätia vrchu Stavná, južne od miestnej časti Horný Milochov (mestskej časti Milochov mesta Považská Bystrica), je navrhnutý nový tunel Milochov, a to ako dvojkoľajový jednorúrový. Jeho trasa z väčšej časti vedie v extraviláne, do intravilánu miestnej časti Horný Milochov zasahujú len oblasti portálu únikovej štôlne a východného portálu. Svetlý tunelový prierez je určený združeným tunelovým priechodným prierezom, obojstrannými únikovými cestami, poistným priestorom a obojstranným bezpečnostným priestorom so šírkou 0,5 m. V zmysle predpisu Ž11 sa pri návrhu uvažoval priechodný prierez C s elektrifikačným nástavcom a obrys vozidla UIC GC. Vzájomná vzdialenosť koľají je 4 200 mm. Súčasťou tunela sú aj požiarnotechnické zariadenia (požiarny vodovod s výtokovými stojanmi, požiarna nádrž a automatická tlaková stanica), technické vybavenie tunela a bočná úniková štôlňa ako núdzový východ z tunelovej rúry, pričom priechodný prierez má rozmery 2,25 m × 2,25 m. Tunel Milochov je rozdelený na úseky budované razením a úseky budované v otvorenej stavebnej jame, hĺbený tunel východná časť a hĺbený tunel (galéria) západná časť.
 
Záver
Modernizácia železničnej trate v úseku Púchov – Považská Bystrica je finančne najnáročnejší stavebný úsek na celej trati Bratislava – Žilina (s výnimkou budúcej modernizácie uzla Bratislava). Súčasné vedenie železničnej trate, hornaté územie a prítomnosť Nosickej priehrady nedávali pri trasovaní modernizovanej trate za predpokladu splnenia požiadaviek na návrhovú rýchlosť inú možnosť ako vedenie novej trate v kompletnej preložke. Aj to je skutočnosť, ktorá túto stavbu odlišuje od všetkých zatiaľ zmodernizovaných a rozostavaných stavieb. Tretím hlavným znakom tejto stavby je veľké množstvo umelých stavieb, z ktorých niektoré zatiaľ nemajú svojimi technickými parametrami a konštrukčným riešením na území Slovenskej republiky obdobu.

TEXT: Ing. Ján Špánik
FOTO: REMING Consult
 
Ján Špánik je manažér projektu v spoločnosti
REMING Consult, a. s.

Článok bol uverejnený v časopise Inžinierske stavby/Inženýrské stavby.

–>–>