Analรฝza a nรกvrh mosta nad veslรกrskou drรกhou na diaฤพnici D4
Prรญspevok opisuje rozbor 470 m dlhรฉho diaฤพniฤnรฉho mosta na D4 v hlavnom meste SR Bratislave. Most je sรบฤasลฅou 2 941,55 m dlhรฉho (786,95 + 470 + 430 + 1 254,60 m) diaฤพniฤnรฉho sรบmostia cez rieku Dunaj aย jej okolie.
Hlavnรฉ pole predpรคtรฉho trojpoฤพovรฉho komorovรฉho mosta s dฤบลพkou 210 m predstavuje najdlhลกie pole, akรฉ bolo kedy na Slovensku postavenรฉ technolรณgiou letmej betonรกลพe. Vรฝลกka prierezu sa pohybuje od 4,30 m v poli do 13,0 m pri pilieroch.
Prierez so ลกรญrkou 34,5 m nesie 4-pruhovรบ vozovku, chodnรญk a cyklistickรฝ chodnรญk. Jadro mostnรฉho objektu sa budovalo technolรณgiou letmej betonรกลพe. Konzolovรฉ dosky s prieฤnym rezom sa realizovali dodatoฤne po vybudovanรญ jadra prierezu.
Mostnรฝ objekt je vย poradรญ druhรฝm zo ลกtyroch mostov dunajskรฉho sรบmostia, ktorรฉ prevรกdzajรบ diaฤพnicu D4 ponad rieku Dunaj, inundaฤnรฉ รบzemie Dunaja a priฤพahlรฉ oblasti vย celkovej dฤบลพke 2 941,50 m.
Vลกetky mosty majรบ jednokomorovรบ nosnรบ konลกtrukciu sย obojstrannรฝmi konzolami podopretรฝmi ลพelezobetรณnovรฝmi prefabrikovanรฝmi vzperami pre obidva dopravnรฉ smery. Budovanie nosnej konลกtrukcie vย prieฤnom smere bolo navrhnutรฉ vย dvoch etapรกch. Nosnรก konลกtrukcia je predpรคtรก v pozdฤบลพnom aj prieฤnom smere.
Most nad veslรกrskou drรกhou
Mostnรฝ objekt bol navrhnutรฝ ako trojpoฤพovรฝ spojitรฝ komorovรฝ nosnรญk zย dodatoฤne predpรคtรฉho betรณnu s dฤบลพkou 470,0 m a sย dฤบลพkou polรญ 127,5 + 210,0 + 127,5 m. Postavenรฝ bol technolรณgiou letmej betonรกลพe sย rozpรคtรญm hlavnรฉho poฤพa 210 m.
Vรฝลกka jadra prierezu je premenlivรก, od 4,30 m v strede rozpรคtia a v mieste krajnรฝch podpier po 13,0 m v mieste medziฤพahlรฝch podpier. Nosnรก konลกtrukcia mรก pozdฤบลพ mosta konลกtantnรบ celkovรบ ลกรญrku 34,50 m a je uloลพenรก na oceฤพovรฉ loลพiskรก s pevnรฝm uloลพenรญm na pilieri D2. Nosnรก konลกtrukcia je z dodatoฤne predpรคtรฉho betรณnu C50/60.
Spodnรบ stavbu mosta tvorรญ spoloฤnรก podpera s mostom nad Jaroveckรฝm ramenom, dve medziฤพahlรฉ podpery a koncovรก podpera spoloฤnรก s mostom cez Dunaj. Spoloฤnรฉ piliere pozostรกvajรบ zย dvojice stฤบpov sย rozmermi 3,15 ร 2,10 m, ktorรฉ sรบ vย spodnej ฤasti spojenรฉ stenou navrhnutou tak, aby umoลพลovala sprรกvne seizmickรฉ sprรกvanie. Spoloฤnรฉ krajnรฉ piliere sรบ zaloลพenรฉ na pilรณtach sย priemerom 1,2 m a dฤบลพkou 20,0 m.
Medziฤพahlรฉ podpery sรบ navrhnutรฉ ako dvojice ลกikmรฝch driekov votknutรฝch do zรกkladovรฉho bloku s vรฝลกkou 5,0 m a sรบ zaloลพenรฉ hฤบbkovo na pilรณtach s priemerom 1,8 m a s dฤบลพkou 29,0 m. Vrchnรก ฤasลฅ driekov pilierov je prepojenรก v prieฤnom smere 2,5 m vysokรฝm tuhรฝm nosnรญkom, aby sa dosiahol rรกmovรฝ efekt. Na hlavici piliera je dvojica loลพรญsk.
Postup vรฝstavby nosnej konลกtrukcie
Komorovรฉ jadro prierezu sa budovalo zย dvoch zรกrodkov po lamelรกch symetricky zย oboch ย medziฤพahlรฝch pilierov. Na zabezpeฤenie stability nosnej konลกtrukcie poฤas vรฝstavby boli vahadlรก podopretรฉ doฤasnรฝmi stojkami umiestnenรฝmi vย krajnรฝch poliach.
Konzola vahadla mala 20 lamiel. Jadro prierezu vย krajnรฝch poliach mosta sa realizovalo na doฤasnej podpernej skruลพi. Zmonolitnenie vahadiel sa zrealizovalo najskรดr vย krajnรฝch poliach aย nรกsledne vย strednom poli.
Po vรฝstavbe jadra prierezu komorovรฉho nosnรญka sa po celej dฤบลพke mosta zrealizovalo predpรญnanie kรกblov spojitosti vedenรฝch vย dolnej doske jadra prierezu. Pomocou dvoch montรกลพnych vozรญkov sa osadili prefabrikovanรฉ vzpery aย vybetรณnovali sa krajnรฉ konzoly mostovkovej dosky. Nรกsledne bola mostovka predopnutรก vย prieฤnom smere.
Statickรก analรฝza
Mostnรฝ objekt s rozpรคtรญm 210 m aย zodpovedajรบcimi rozmerovรฝmi parametrami si pri pouลพitejย technolรณgii vรฝstavby vyลพadoval pri nรกvrhu aj posudzovanรญ osobitรฝ prรญstup sย potrebouย analyzovaลฅ moลพnosti vznikuย rizikovรฝch konลกtrukฤnรฝch detailov.
Na tento รบฤel sa vytvorili viacerรฉ vรฝpoฤtovรฉ modely, aby sa dosiahlo ฤo najvernejลกie sprรกvanie konลกtrukcie, okrem prรบtovรฉho modelu bol spracovanรฝ aj priestorovรฝ model zohฤพadลujรบci priestorovรฉ pรดsobenie konลกtrukcie a jej postupnรบ vรฝstavbu.
S ohฤพadom na mimoriadne rozpรคtie sa veฤพkรก ย pozornosลฅ venovala urฤeniu nadvรฝลกenia segmentov poฤas vรฝstavby. Mostnรก konลกtrukcia sa analyzovala sย pouลพitรญm programovรฉho systรฉmu MIDAS Civil.
Globรกlny model konลกtrukcie bol zostavenรฝ z prรบtovรฝch prvkov (obr. 5) spolu so spodnou stavbou aย s pilรณtami. Tento model vystihuje podrobnรฝ postup vรฝstavby vย dvoch etapรกch, postupnรฉ predpรญnanie pozdฤบลพnych kรกblov aย vplyv zmraลกลฅovania aย dotvarovania betรณnu.
Odozva podloลพia sa modelovala pomocou tuhosti pruลพรญn po dฤบลพke pilรณt, ktorรฉ vystihujรบ zloลพenie zรกkladovej pรดdy a deformรกcie podloลพia pri zaลฅaลพenรญ. Tuhosti podloลพia sa overovali pomocou ลกpeciรกlneho geotechnickรฉho softvรฉru aย vรฝsledkami geotechnickรฉho monitoringu. Napรคtia aย deformรกcie boli vย etapรกch vรฝstavby aย vย prevรกdzke posรบdenรฉ podฤพa eurokรณdov platnรฝch ย na Slovensku (STN EN).
Na analรฝzu prieฤneho smeru sa okrem globรกlneho modelu pouลพil dosko-stenovรฝ model ฤasti mosta, ktorรฝ obsahoval aj prieฤne predopnutie mostovkovej dosky. Na kontrolu extrรฉmne namรกhanรฝch detailov, kde mohlo dรดjsลฅ kย vzniku trhlรญn, sa pouลพila priehradovรก analรณgia spolu s vรฝpoฤtom na modeli z objemovรฝch prvkov.
Nรกvrh a posรบdenie konลกtrukcie poฤas vรฝstavby โ stabilitnรฉ podopretie vahadla
Poฤas vรฝstavby vahadiel bola ich stabilita zabezpeฤenรก jednรฝm doฤasnรฝm pilierom, ktorรฝ bol umiestnenรฝ 8,6 m od osi pilierov D2 aย D3 smerom do krajnรฉho poฤพa.
Doฤasnรฉ piliere boli sย vahadlom spojenรฉ predpรญnacรญmi kรกblami, ktorรฉ boli kotvenรฉ vย pomocnom prieฤniku vย komore vahadla. Vรฝpoฤtovรฉ modely na posรบdenie doฤasnรฉho piliera boli vytvorenรฉ รบpravou globรกlneho vรฝpoฤtovรฉho modelu tak, aby vystihovali rozhodujรบci doฤasnรฝ stav na posรบdenie stability vahadla.
Posรบdenie konลกtrukcie poฤas vรฝstavby a prevรกdzky
Opรญsanรฝ globรกlny prรบtovรฝ model konลกtrukcie sa pouลพil na vykonanie ฤasovo zรกvislej analรฝzy tak, aby sa posรบdili vลกetky zaลฅaลพenia od jednotlivรฝch ลกtรกdiรญ vรฝstavby aลพ po projektovanรบ ลพivotnosลฅ 100 rokov. Zohฤพadnili sa vลกetky zaลฅaลพenia vrรกtane seizmickรฝch, reologickรฉ vlastnosti betรณnu aย relaxรกcia predpรญnacรญch lรกn.
Analรฝza postupu vย druhej etape vรฝstavby bola ฤasovo nรกroฤnรก, pretoลพe bolo potrebnรฉ podrobne analyzovaลฅ viacero rรดznych postupov betonรกลพe, ฤi uลพ sย jednรฝm, alebo dvomi betonรกrskymi vozรญkmi mostovkovej dosky. Podstata analรฝzy spoฤรญvala vย dosiahnutรญ optimรกlnych hodnรดt napรคtรญ jednak vย jadre prierezu, ako aj v minimalizovanรญ ลฅahovรฝch napรคtรญ vย konzolovรฝch doskรกch.
Kontrola napรคtรญ (tlakovรฝch aj ลฅahovรฝch) sa vykonala pri hornom aj spodnom povrchu komorovรฉho nosnรญka, aย to podฤพa podmienok pre charakteristickรบ, ฤastรบ aj kvรกzi stรกlu kombinรกciu vย ฤase spustenia mosta do prevรกdzky (T = 0) aj vย ฤase konca jeho ลพivotnosti (T = 100 rokov).
Posรบdenie konลกtrukcie v prieฤnom smere
V medznom stave pouลพรญvateฤพnosti sa kontrolovali kritรฉriรก obmedzenia napรคtia v charakteristickej aย kvรกzi stรกlej kombinรกcii aย ลกรญrka trhlรญn vย ฤastej kombinรกcii. Prieฤna vรฝstuลพ bola navrhnutรก na kombinรกciu รบฤinkov prieฤneho ohybu, pozdฤบลพneho ลกmyku, ลกmykovรฉho ochabnutia a krรบtenia, ako aj lokรกlnych รบฤinkov od kotvenia predpรญnacรญch kรกblov.
Vรฝpoฤet nadvรฝลกenia
Vรฝpoฤet nadvรฝลกenia sa realizovalย na globรกlnom prรบtovom modeli so zohฤพadnenรญm postupu vรฝstavby a sadania vzhฤพadom na zadanรฉ pruลพinovรฉ podopretie pilรณt. Vzhฤพadom naย veฤพkรฝ rozptyl hodnรดt pomernรฝch pretvorenรญ od dotvarovania aย zmraลกลฅovania aย veฤพkรฉ mnoลพstvo neistรดt, ktorรฉ ovplyvลujรบ vรฝsledky, sme porovnali rรดzne modely dotvarovania a zmraลกลฅovania podฤพa tรฝchto noriem:
- STN EN 1992-2, prรญloha B,
- Model Code 1978 (CEB-FIP) (pouลพitรฝ na vรฝpoฤet nadvรฝลกenia na Moste Lanfranconi v Bratislave),
- Model Code 2010 (fib).
Pri nรกvrhu vรฝpoฤtu nadvรฝลกenia sa zhodnotili aj porovnania vรฝsledkov teoretickรฝch aย skutoฤnรฝch deformรกciรญ na existujรบcom Moste Lanfranconi nad riekou Dunaj vย Bratislave postavenom vย roku 1978.
Vytvoril sa aj kombinovanรฝ model, ktorรฝ pozostรกval zย prรบtovรฝch aj dosko-stenovรฝch prvkov. Prรบtovรฉ elementy sa pouลพili na hornej doske jadra so ลกรญrkou 16,3 m aย na spodnej doske komory. Dosko-stenovรฉ prvky sa pouลพili na steny komory aย vonkajลกie konzolovรฉ dosky. Tento kombinovanรฝ model umoลพnil postihnรบลฅ aj dotvarovanie stien komory od ลกmyku aย vplyv ลกmykovรฉho ochabnutia konzolovรฝch dosiek. Vย tomto modeli sa zjednoduลกene zohฤพadnil aj pravdepodobnรฝ vznik trhlรญn vย konzolovรฝch doskรกch aย stenรกch komory.
Pri stanovenรญ vรฝslednรฉho nadvรฝลกenia sa zohฤพadnili aj moลพnรฉ nepriaznivรฉ odchรฝlky zaลฅaลพenia a predpรคtia od strednรฝch hodnรดt podฤพa STN EN 1990, STN EN 1991-1-1 aย STN EN 1992-2.
Analรฝzou vรฝsledkov rรดznych modelov aย rรดznych funkciรญ dotvarovania aย zmraลกลฅovania sme dospeli kย zรกveru, ลพe vรฝpoฤet nadvรฝลกenia na prรบtovom modeli, na ktorom bolo pouลพitรฉ dotvarovanie aย zmraลกลฅovanie podฤพa Model Code 1978, aย vรฝpoฤet nadvรฝลกenia na kombinovanom modeli sย dotvarovanรญm aย zmraลกลฅovanรญm podฤพa Model Code 2010 boli pribliลพne rovnakรฉ.
Zรกver
Sรบmostie bolo z hฤพadiska vรฝstavby a spojazdnenia diaฤพnice D4 na kritickej ceste. Zvolenรฝ spรดsob budovania konลกtrukciรญ umoลพnil skrรกtiลฅ ฤas vรฝstavby na minimum. Nosnรก konลกtrukcia mostnรฉho objektu bola ukonฤenรก vย oktรณbri 2020.
V mรกji 2021 sa na moste vykonala statickรก a dynamickรก zaลฅaลพovacia skรบลกka, priฤom nameranรฉ priehyby a vlastnรฉ frekvencie boli v sรบlade s poลพiadavkami slovenskej nรกrodnej normy. Vย sรบฤasnosti most cez veslรกrsku drรกhu, ktorรฝ bol danรฝ do uลพรญvania na jeseล 2021,ย vytvรกra pozoruhodnรฉ konลกtrukฤnรฉ dielo vย synergii sย okolitรฝm prรญrodnรฝm prostredรญm.