Nový železničný most cez Váh
Stavebný objekt SO 30.33.01 Zlatovce – Trenčín, nový železničný most cez Váh (ďalej len SO 30.33.01) sa buduje v rámci stavby Modernizácia železničnej trate Nové Mesto nad Váhom – Púchov, žel. km 100,500 – 159,100, pre traťovú rýchlosť do 160 km/h, 3. etapa.
Tretia etapa stavby a UČS (ucelená časť stavby) 29 sa začínajú v km 117,690, odkiaľ stavba pokračuje smerom do Žst. Trenčín, obvod Zlatovce, ďalej pokračuje na SO 30.33.01, ktorým prekonáva sútok pôvodného koryta Váhu a Kočkovského kanála, následne vchádza do Žst. Trenčín, obvod Trenčín. Zo stanice Trenčín stavba ešte pokračuje zastávkou Opatová nad Váhom, končí sa na konci UČS 32 v km 129,642.
Konštrukcia a konštrukčné usporiadanie
Objekt SO 30.33.01 je charakterizovaný ako železničný most so siedmimi poľami, jednopodlažný, s hornou mostovkou. Ide o nepohyblivý, trvalý a priamy most, no vo výškovom oblúku. Nosná konštrukcia je ďalej definovaná ako kolmá so šikmými podperami s normovou zaťažiteľnosťou, plnostenná, trámová. Na spoločných podperách sú uložené dve samostatné nosné konštrukcie (pravý a ľavý most).
Horná stavba mosta sa budovala technológiou letmej betonáže, definujú ju dĺžky premostenia 336,6 m pri pravom moste a 341,4 m pri ľavom moste. Šírka nosnej konštrukcie obidvoch mostoviek je 7,05 m. Medzi nosnými konštrukciami je medzera (zrkadlo) so šírkou 0,6 m, celková šírka mosta je tak 7,05 + 0,6 + 7,05 m. Priestor medzi mostmi je prekrytý oceľovými podlahovými roštmi, ktoré tvoria revízny chodník.
Nosná konštrukcia hornej stavby mosta je navrhnutá z predpätého betónu pevnostnej triedy C35/45. Stavebná výška nosnej konštrukcie sa pohybuje od 3,06 m v strede rozpätia a pri oporách č. 1 a č. 8 až po 4,56 m nad medziľahlými podperami. Priečny rez je jednokomorový so šírkou trámov 900 mm. Ich výška sa mení od 3 120 mm v strede rozpätia až po 4 620 mm nad jednotlivými medziľahlými podperami. V hĺbke 465 mm pod hornou hranou trámov je umiestnená železobetónová mostovka votknutá do krajných trámov. Hrúbka mostovky – hornej dosky – je 295 mm.
Spodná doska má premennú hrúbku od 700 mm pri podpere po 250 mm v strede rozpätia poľa. Rozpätia polí ľavého mosta majú dĺžky 40,5 + 3 × 52,0 + 53 + 53,4 + 40,5 m, rozpätia pravého mosta majú dĺžky 40,5 + 3 × 52,0 + 50,8 + 50,8 + 40,5 m. Nosná konštrukcia mostov v smere do stanice Trenčín stúpa od opory č. 1 až po pilier č. 6 o 10,7 ‰. Nad pilierom č. 6 je najvyšší bod nivelety, ktorá následne od P6 klesá smerom do Trenčína v sklone 11,5 ‰.
Predpätie sa do nosnej konštrukcie vnášalo v pozdĺžnom smere pomocou konzolových káblov 19φLs 15,7 – 1860 a zmonolitňujúcich káblov 19φLs 15,7 – 1860. V priečnom smere sa nosná konštrukcia trvalo predpínala pomocou 1φLs 15,7 – 1860 v každej lamele a 2 × 2φLs 15,7 – 1860 v každom zárodku. Dočasné predpätie počas výstavby sa realizovalo predpínacou tyčou 1 × 360 WS pre každú lamelu, v prípade zárodku išlo o 2 × 4φLs 15,7 – 1860.
Na kotevné bločky sa osadili kalotové ložiská. Pevné ložisko pravého a ľavého mosta je osadené na pilieri č. 4 zo strany revízneho chodníka. Vonkajšie ložisko zo strany rímsy umožňuje iba posun v kolmom smere na os mosta, všetky rozjazdové a brzdné sily sú tak zachytené na pilieri č. 4.
Spodnú stavbu mosta tvoria dve krajné masívne železobetónové opory triedy C30/37 a šesť vnútorných medziľahlých podpier pôdorysného šošovkovitého tvaru zo železobetónu C30/37, ktoré sú spoločné pre obidva mosty. Zakladanie objektu je hĺbkové, na pilótach φ 900 mm triedy C25/30. Dĺžka pilót a ich počet sa pri jednotlivých podperách líšia – od 16 ks s dĺžkou 7 m na opore č. 1 (Bratislavská opora) cez 20 ks s dĺžkou 10 m na opore č. 8 (Trenčianska opora) až po 42 ks s dĺžkou 7 m na pilieri č. 4.
Pilóty sú votknuté do základových dosiek, ktoré majú pri pilieroch P2 až P5 rozmery 23 × 10,5 × 2 m. Pri pilieri P4 je hrúbka dosky zväčšená o 300 mm na 2,3 m. Základová doska P6 je z dôvodu väčšieho natočenia piliera zväčšená na rozmer 24,5 × 14 × 2 m, v prípade P7 je to potom až 29,2 × 15 × 2 m. Do základových dosiek boli ukotvené aj dočasné železobetónové piliere na stabilizáciu zárodku (4 ks pre každý zárodok), ktorých pôdorysné rozmery boli 1 × 1 m, a predpínacie tyče φ32 mm v počte 8 ks.
Driek pilierov je smerovaný tak, aby vytváral čo najmenšiu prekážku v toku. Usporiadanie konštrukcie a podpier umožnilo vytvoriť medzi piliermi P5, P6 a medzi P6 a P7 plavebné dráhy so šírkou 31,5 m a výškou 7 m od QmaxP (maximálna výška hladiny toku pre splavnosť toku). Z toho vyplýva aj ich natočenie (uhol) k nosnej konštrukcii – pri pilieroch P2 až P5 je to 82°. Pilier P6 je natočený v uhle 69° a P7 v uhle 54° z dôvodu smerovania plavebných dráh a sútoku starého koryta Váhu a Kočkovského kanálu.
Zmena uhla spôsobila aj zväčšenie pôdorysného rozmeru dosiek a driekov pilierov. Povrch pilierov je obložený žulovým obkladom s hrúbkou 150 mm, ktorý chráni povrch drieku piliera pred abrazívnymi účinkami vodného toku. Všetky piliere sú navrhnuté tak, že úložný prah pilierov vyčnieva mimo pôdorysu nosnej konštrukcie. Na úložnom prahu sú zabetónované podložiskové bločky triedy C40/50, na ktorých je osadený uzemňovací a merací bod.
Nový železničný most cez Váh
Vybavenie mosta
Vybavenie mosta pozostáva z oceľových podlahových roštov, ktorými je prekryté zrkadlo medzi nosnými konštrukciami mosta, vďaka čomu vznikol revízny chodník mosta. Z vonkajšej strany mosta sú na nosnej konštrukcii osadené rímsové prefabrikáty triedy C35/45 oblúkového tvaru s rozmermi 2 × 2 × 0,15 m pre bežný prefabrikát. Spolu s atypickými prefabrikátmi tak tvorí rímsu spolu 353 prefabrikátov.
Priestor medzi prefabrikátom a nosnou konštrukciou sa následne dobetónoval, čím na moste vznikla zaoblená rímsa so šírkou 0,8 m na vrchu rímsy a 0,21 m na jej spodku. Na rímse sú pomocou chemických kotiev uchytené stĺpiky protihlukových stien HEA 160 s výškou 3 m, ktoré sú podliate plastmaltou. Do stĺpikov sú osadené protihlukové priehľadné panely v hliníkovom ráme.
Na moste je navrhnutých a osadených spolu 13 oblúkových trakčných brán, vždy v strede rozpätia poľa a nad piliermi. Trakčné brány sú uchytené pomocou chemických kotiev z boku rímsy, súčasne sú ukotvené aj zvrchu na rímse. Na výrobu trakčnej brány sa použili oceľové zakrivené rámy z 2 ks rúr ф244,5 × 16 mm z materiálu S355J2G3, ktoré sú navzájom prepojené pomocou priečnych prvkov z rúr ф152,4 × 11 mm, 193,7 × 12,4 mm a 106,1 × 11 mm z materiálu S355J2G3, čím sa vytvorila konštrukcia trakčnej brány.
Odvodnenie mostovky je vyriešené pomocou 67 ks odvodňovačov osadených vo vrchnej doske, cez ktoré je voda zvedená do zberného potrubia DN 200, resp. DN 250 v komore mosta. Sklon potrubia kopíruje niveletu mosta.
Izolačné súvrstvie bolo navrhnuté z geotextílie s hustotou 900 g/m2, osadenej na nosnú konštrukciu mosta, na ktorú sa uložila zváraná izolačná fólia na báze mäkčeného PVC s hrúbkou 2 mm. Na ochranu izolačnej fólie slúži geotextília s hustotou 500 g/m2, hydroizolačné súvrstvie uzatvára krycia ochranná fólia na báze PE. Na takto zrealizovanom súvrství prebiehala betonáž pevnej jazdnej dráhy.
Letmá betonáž
Priebeh výstavby
Na začiatku stavby nebolo možné začať práce na krajných oporách, keďže sa v týchto miestach realizovali práce na demoláciách pôvodnej zástavby, zakladanie spodnej stavby tak odštartovalo na pilieroch P2 a P3, ktoré sa nachádzali v inundačnom území rieky Váh. Vzhľadom na ich polohu sa mohli začať práce na baranení štetovnicových pažiacich stien hneď po dokončení prístupovej komunikácie.
Po uzavretí pracovnej ohrádzky pilierov sa za účasti geotechnika odvŕtali pilóty systémom hluchých vrtov z úrovne pôvodného terénu a v požadovanej hĺbke sa pripravili pilóty pre P2 (20 ks s dĺžkou 6 m) a P3 (20 ks s dĺžkou 7 m). Po odvŕtaní pilót sa pristúpilo k odkopu zeminy po úroveň základovej škáry.
Po zrealizovaní podkladového betónu sa pokračovalo odbúraním úmyselne prebetónovaných častí pilót na požadovanú výšku, očistením výstuže pilót a vyviazaním výstuže základovej dosky spolu s čakacou výstužou drieku piliera a dočasných ŽB pilierov na stabilizáciu zárodku letmej betonáže. V tomto čase prebiehala výroba kamenného obkladu, takže zhotoviteľ pristúpil k vydebneniu, vyviazaniu výstuže a zabetónovaniu drieku pilierov bez žulového obkladu, ktorý sa na piliere osádzal dodatočne.
Napriamenie trate, ktoré si vyžiadalo zbúranie letného kúpaliska v Trenčíne.
Po vyviazaní výstuže a zadebnení úložného prahu pilierov, dobetónovaní 4 ks dočasných pilierov na stabilizáciu zárodku a ukotvení všetkých ťahových tyčí na stabilizáciu zárodku do základovej dosky a úložného prahu prebehlo osadenie ložísk na podložiskové bločky. Nasledovalo zriadenie podpernej konštrukcie na realizáciu zárodku. Za druh podpernej konštrukcie sa zvolil systém PIŽMO. Na takto vytvorenú podpernú konštrukciu sa zrealizoval zárodok na letmú betonáž s dĺžkou 12 m.
V rovnakom čase prebiehali práce aj na pilieroch P4 a P5. Vzhľadom na to, že tieto piliere sa nachádzajú v starom koryte rieky Váh, musel zhotoviteľ najprv vytvoriť dočasný násyp z materiálu 63-128. Spolu so sypaním dočasných pracovných ostrovov prebiehalo baranenie štetovnicových stien, vďaka ktorému sa minimalizovalo odplavovanie materiálu.
Pri každom pilieri sú zriadené vonkajšie a vnútorné uzavreté štetovnicové steny. Priestor medzi týmito stenami bol vyplnený kamenivom 63-128, stabilita vnútornej štetovnicovej steny po odkope na základovú dosku sa zabezpečila rozpernými rámami. Vonkajšia štetovnicová stena zo strany od toku sa obsypala a zabezpečila proti vodnému toku hrubým lomovým kameňom. Medzi pracovnými ostrovmi pilierov P4 a P5 sa na zvýšenie prietoku osadili oceľové rúry, ktoré boli presypané, čo umožnilo prístup k obom pilierom.
Práce ďalej pokračovali utesnením vnútornej štetovnicovej steny a celkovo stavebnej jamy tryskovou injektážou. Po utesnení stavebnej jamy pokračovali práce na pilieroch P4 a P5 – rovnako ako v prípade P2 a P3. Najmenšia základová doska a driek piliera sa realizovali na pilieroch P2 a P3 – doska mala približne 570 m3 a driek 270 m3 betónu.
Naopak, najväčšiu základovú dosku a driek má P7 – tu je doska zhotovená približne z 970 m3 a driek zo 670 m3 betónu. Spolu sa na zhotovenie oboch opôr a všetkých pilierov použilo asi 9 400 m3 betónu. Na obloženie pilierov sa použil masívny žulový obklad, spolu to bolo okolo 8 500 ks obkladu s rôznymi rozmermi.
Montáž trakčných brán
Výstavba vs. špecifiká železničného mosta
Na realizáciu nosnej konštrukcie sa použili dva páry betonárskych vozíkov, každý s nosnosťou 150 t. Špecifiká železničného mosta sa ukázali najmä v skrátenom betonážnom takte z bežných 5,4 na 3,8 m. Väčšie komplikácie vznikli pri zadnom kotvení hlavného výložníka. Bežné riešenie pomocou kotvenia do dosky po stranách trámu komory nebolo možné, pretože horná doska je iba medzi trámami. Z toho dôvodu sa muselo pristúpiť k osádzaniu kotiev do hlavného nosníka, čo si vyžadovalo veľký dôraz na presnosť realizácie a väčšie financie.
Komplikácie vznikali aj pri riešení hlavnej dráhy betonárskeho vozíka. Keďže tá mohla byť osadená iba na stenách komory so šírkou 0,9 m (horná doska je v hĺbke 465 mm a iba medzi trámami), nebolo možné použiť bežný postup ako na cestných mostoch, keď sa hlavné dráhy vzájomne pôdorysne posunú na hornej doske. Vzhľadom na to sa musela hlavná dráha rozdeliť pomocou demontovateľného styku na úseky s dĺžkou 8,1 a 3,4 m.
Pri nasadení na prvý takt sa vozík montoval na hlavný nosník s dĺžkou 11,5 m, následne sa pri posune na druhý takt musel osadiť diel delenej dráhy s dĺžkou 8,1 m, ktorý sa pri ďalšom postupe a vzdialení vozíkov zmontoval na dĺžku 11,5 m.
Vnútorné debnenie tubusu sa muselo z dôvodu špecifickosti konštrukcie vyrobiť samostatne pre každú lamelu a pri každom zábere vymeniť za správny kus. Nemalé komplikácie spôsobila aj malá vzdialenosť nosných konštrukcií (iba 600 mm), ktorá znemožňovala budovať na jednom pilieri obidve vahadlá naraz. Spolu sa na nosnú konštrukciu použilo približne 7 900 m3 betónu.
Ďalším významným faktorom pri výstavbe bol prúd rieky Váh, ktorý pri zvýšenom prietoku v máji 2014 poškodil vonkajšiu štetovnicovú stenu piliera P5. Štetovnice s dĺžkou 12 m, zabaranené v hĺbke asi 6 m do dna toku, boli v niektorých miestach podmyté, na niektorých kusoch došlo k ich roztrhnutiu a odplaveniu. Ešte pred týmto poškodením bola odplavená komunikácia medzi piliermi P4 a P5.
Po dokončení nosnej konštrukcie pokračovali práce na vybavení mosta. Pred začatím prác na izoláciách ponúkol zhotoviteľ investorovi odporúčané riešenie hydroizolácie na báze striekaných alebo stierkovaných materiálov aj z toho dôvodu, že sa na mostovke nachádza 399 kotevných prvkov pevnej jazdnej dráhy s rôznymi rozmermi.
Vzhľadom na malé skúsenosti ŽSR s týmito materiálmi však investor trval na použití vyššie opísaného súvrstvia. V súbehu s izoláciou prebiehala montáž trakčných brán. Mohutnosť konštrukcií si vyžiadala postupnú montáž a zváranie trakčnej brány priamo na stavbe z troch samostatných dielov. Celková hmotnosť jednej trakčnej brány je pritom 11,2 t.
Výstuž piliera
The new railway bridge over River Váh
Building object 30.33.01 Zlatovce – Trenčín, new railway bridge over the Váh (regarded later only as SO 30.33.01) is being built within the construction Modernization of railway line Nové Mesto nad Váhom – Púchov, km 100.500 to 159.100, for a line speed up to 160 km/h., Stage 3.
TEXT: Ing. Juraj Verbovský
FOTO: Ing. Ján Kňažko
Juraj Verbovský pôsobí na stavbe ako zástupca Združenia pod Brezinou, zamestnanec spoločnosti Bögl a Krýsl k.s.
Článok bol uverejnený v časopise Inžinierske stavby/Inženýrské stavby 1/2017.
