Návrh a výstavba Dunajského súmostia

Projekt PPP D4R7 pozostáva z časti tzv. nultého bratislavského obchvatu (D4) a z novej radiálnej rýchlostnej cesty z hlavného mesta (R7), ktorá sa začína v križovatke Prievoz. Realizácia bude mať veľmi priaznivý vplyv na hlavné mesto – umožní presmerovať tranzit a odľahčí centrum mesta od dopravy.

Okrem obnovy a vylepšovania ďalších dopravných uzlov, najmä na mimoúrovňovej križovatke Prievoz, zahŕňa projekt viac ako 100 nových mostov rozmanitých konštrukčných typov – či už ide o prefabrikované nosníky, dodatočne predpäté monolitické dosky, podjazdy, ekodukty, lávky pre chodcov atď. Najznámejšou a najvýraznejšou stavbou projektu je šiesty most cez Dunaj v Bratislave.

V lete 2015 sa uskutočnila medzinárodná súťaž na vypracovanie PPP projektu (verejno-súkromné partnerstvo), ktorá zahŕňala projektovanie a výstavbu diaľnice (predpokladané trvanie štyri roky – od 2016 do 2020) a koncesiu na jej údržbu a ochranu počas nasledujúcich 30 rokov.

Tento typ verejného obstarávania projektu (PPP na základe zmluvy o projektovaní a výstavbe) umožňuje zmeny oproti predchádzajúcemu referenčnému projektu (DSP) s cieľom optimalizovať technické riešenia a získať čo najefektívnejšiu konečnú ponuku.

V polovici roku 2016 bol oficiálne vybraný návrh predložený konzorciom Zero Bypass Bratislava zloženým zo spoločností FERROVIAL a PORR.

Obidve spoločnosti konzorcia materského zhotoviteľa (s účasťou dcérskych spoločností pre koncesiu a výstavbu) sa zúčastnili na podobných alebo väčších projektoch dopravnej infraštruktúry v rôznych krajinách, v ktorých sa uplatnili alternatívy k technickému riešeniu.

Posudzovanie navrhovaných alternatív k technickému riešeniu sa zvažovalo v rámci optimalizácie princípov „4 E“: Efektívne (funkčne a konštrukčne), Ekonomicky (počas výstavby aj počas prevádzky), Esteticky (veľká časť projektu je vo vysoko urbanizovanom prostredí), Environmentálne (značná časť trasy projektu prechádza prírodnou krajinou s najvyššou triedou ochrany a európskeho významu NATURA 2000).

Technický návrh, ktorý je súčasťou koncesnej zmluvy, vyústil do rozsiahlych zmien referenčného projektu – do zmeny nivelety a konfigurácie šírky samotnej diaľnice a rýchlostnej cesty vrátane križovatiek, do konštrukčných zmien mostov, úpravy odvodňovacieho systému atď., ako aj do úpravy súvisiacich objektov, najmä preložky existujúcich ciest a inžinierskych sietí.

Technická príprava realizácie projektu sa začala v júni 2016, keď konzorcium ZBL (Zero Bypass Bratislava, konzorcium koncesionára) uzavrelo so spoločnosťou D4R7 Construction, s. r. o., (dcérska spoločnosť stavebných spoločností FERROVIAL AGROMAN, S.A. a Porr Bau GmbH) zmluvu o projektovaní a výstavbe diaľnice D4 a rýchlostnej cesty R7 (EPC zmluva).

Projektovanie zabezpečuje tím spoločností DOPRAVOPROJEKT, a. s., (DPP, hlavný konzultant stavby), Torroja Ing. (stavby) a BGG Consult (geotechnika). Poslední dvaja sú špecializovaní konzultanti, ktorí sa podieľali aj na vypracovaní konečnej ponuky.

V prípade Dunajského súmostia zahŕňa projektový tím aj technickú spoluprácu spoločností Stráský, Hustý & Partners (SHP, konzultanti s predchádzajúcimi skúsenosťami s týmto typom mostov). Nezávislú kontrolu konštrukcií kat. III vykonáva spoločnosť FHECOR Ing. v spolupráci so Stavebnou fakultou STU. Na projekte spolupracovala aj spoločnosť CEMOS, s. r. o.

Etapu podrobného návrhu Dunajského súmostia riadila projektová rada vedená projektovým tímom D4R7 s cieľom koordinovať a dohodnúť medzi projektantmi všetky aspekty projektu.

Veľká rôznorodosť prístupov (projektanti zo Slovenska, Španielska, Rakúska a z Českej republiky), ako aj počiatočné vstupy zo strany výstavby (D4R7 plus Berd a Construgomes z Portugalska) umožnili dosiahnuť efektívne a optimalizované riešenie prispôsobené použitým technickým a technologickým prostriedkom výstavby.

Projektovanie mosta cez Dunaj a východného predmostia prebiehalo v réžii inžinierov z Torroja Ing., za projektovanie mosta ponad veslársku dráhu a západného predmostia zodpovedá DPP. V čase vzniku článku (marec 2020) je Dunajské súmostie vo fáze výstavby.

Na tejto fáze sa okrem iných spoločností zúčastňujú (okrem Porr a Ferrovial) aj Construgomes (subdodávateľ pre mosty, Portugalsko), Berd (výsuvná skruž, Portugalsko), Ulma (betónovací vozík konzol, Španielsko) a Silga („doplnkový“ dohľad nad projektom, Španielsko).

Mosty a konštrukcie

V projekte je spolu 116 mostov, ktorých celková pôdorysná plocha je približne 200 000 m². Polovicu tejto plochy predstavuje Dunajské súmostie dlhé 3 km. Ostatné stavby zahŕňajú oporné múry, z ktorých väčšina je zhotovená z vystužených zemných konštrukcií s betónovým fasádnym obkladom s viditeľnou (čelnou) stranou, presahujúcou plochu 55 000 m².

Ďalej sa v mostných základoch použilo 1 092 ks veľkopriemerových pilót s celkovou dĺžkou 12 300 m. Značná pozornosť sa venovala návrhu mostov, pri ktorých by bolo možné efektívne využívať prefabrikované prvky. Charakter staveniska bol vhodný na využitie prefabrikátov, ktoré sa využili v najväčšej možnej miere.

Výsledkom statickej a konštrukčnej optimalizácie bolo vytvorenie radu nových prefabrikovaných nosníkov s rôznymi dĺžkami, výškami a s priečnym rezom v tvare I. Dva typy nosníkov (A a B) boli z hľadiska šírky ich hornej a spodnej príruby a výšky priečneho rezu navrhnuté v rozsahu od 800 do 1 900 mm.

Keď sa tieto nosníky inštalujú v osovej vzdialenosti 2,0 m od seba, sú vhodné na cestné mosty s maximálnym mostným poľom 19 až 39 m. Na stavbu 66 mostov sa používa viac ako 1 000 prefabrikovaných predpätých nosníkov, pričom celková dĺžka nosníkov je 32 075 m.

Dunajské súmostie

Dunajské súmostie pozostáva z 3 km súvislej diaľnice na mostnej konštrukcii ponad veslársku dráhu, koryto Dunaja, jeho nivu a priľahlé oblasti (obr. 1 a 2).

Pozostáva zo štyroch nezávislých úsekov:

Západné predmostie

Zahŕňa prístupové polia, kríženie hrádze a súvisiaceho priesakového kanála na západnom brehu a Jarovecké rameno, ktoré je spojené s hlavným tokom po prúde a obvykle nemá žiadny riečny tok (s výnimkou povodňových udalostí). V súčasnosti je to oblasť obytných hausbótov a rekreačných vodných aktivít.

Podľa technických požiadaviek tendra nesmie mať toto premostenie vnútri Jaroveckého ramena (pri typickej vodnej hladine) viac ako 5 pilierov, pričom poloha každého piliera mosta musí rešpektovať minimálnu voľnú šírku od hrádze a priesakového kanála (to platí aj pri východnej hrádzi). Táto podmienka predurčuje minimálnu dĺžku mostného poľa na 55 až 60 m.

Most ponad veslársku dráhu

Križuje úplne izolovaný kanál obdĺžnikového tvaru s dĺžkou 2 000 m a šírkou 200 m (ktorý nie je spojený s hlavným tokom rieky ani s typickou vodnou hladinou Jaroveckého ramena), obklopený pobrežnou vegetáciou. Kanál sa využíva na veslárske vodácke aktivity a v budúcnosti by mohol potenciálne zahŕňať aj súvisiace športové zariadenia.

Podľa technických požiadaviek tendra nesmie mať most v tomto kanáli žiadny pilier a musí zabezpečiť svetlú výšku 4 m nad vodnou hladinou. Je to najprísnejšia požiadavka na usporiadanie mostného poľa, podľa ktorej je potrebné zachovať svetlosť hlavného mostného poľa 200 m.

Most cez Dunaj

Prechádza nad hlavným tokom Dunaja, ktorý je na tomto úseku za normálnych okolností približne 300 m široký a 6 m hlboký. Podľa technických požiadaviek tendra musí most umožňovať plavebný profil so šírkou 150 m a výškou 10 m pri najvyššej vodnej hladine pre plavbu (132,4 m n. m.).

Východné predmostie

Vedie z východného brehu Dunaja na východnú hrádzu, na dĺžke 325 m ide o úsek hustej vegetácie a oblasti častých záplav. Za hrádzou sa na krátkej vzdialenosti (225 m) nachádza priesakový kanál a posledný úsek Biskupického ramena, ktorý je prudko zošikmený k nivelete mosta.

Podľa technických požiadaviek tendra bude tento bývalý kanál obnovený ako súčasť environmentálnych kompenzačných opatrení a nebudú sa v ňom nachádzať žiadne mostné podpery.

Táto posledná požiadavka a obmedzenia vyplývajúce z priľahlej hrádze a priesakového kanála sú hlavnými obmedzeniami na východnom predmostí, pokiaľ ide o umiestnenie pilierov. Šikmé premostenie si potom vyžaduje 70-metrové mostné pole.

Ďalších 650 m, mimo záplavovej oblasti, je chránenou lesnou oblasťou spadajúcou pod oblasť NATURA 2000. V technických požiadavkách tendra sa vyžaduje, aby sa dĺžka mosta predĺžila s dostatočnou svetlou výškou na prechod zveri, ponechávajúc tak pridaný ochranný pás pre chránenú oblasť.

Priečny rez mostom

Podľa technických požiadaviek tendra obsahuje funkčný priečny rez:

• 2 + 2 dopravné pruhy s rozšírenými krajnicami, ktoré umožňujú 3 + 3 pruhy v núdzovej situácii,
• dva bočné 1,5-metrové koridory medzi zvodidlami a zábranami proti vtákom,
• dva bočné chodníky pre chodcov so šírkou 3,0 m (na jednej strane) a pre cyklistov (na druhej strane).

Táto konfigurácia si vyžaduje minimálnu šírku priečneho rezu 34,5 m, čo predstavuje najdôležitejší návrhový parameter pre konštrukčné usporiadanie mosta. V prvej časti západného predmostia je priečny rez ešte trochu širší z dôvodu pripájacieho pruhu na most (na pravej strane) (obr. 3).

Špecifické technické požiadavky

Všetky stavebné objekty sú navrhnuté v súlade so slovenskými technickými normami (STN, ON) a predpismi a najmä s európskymi normami (EC) a ich slovenskými národnými prílohami. Niektoré konkrétne požiadavky projektu boli:

• návrh všetkých mostov pre kategóriu návrhovej životnosti 5 – informatívna návrhová životnosť 100 rokov (STN EN 1990);
• konštrukčné zaťaženie pre letmú betonáž (STN EN 1991-1-6);
• náraz plavidla: 20 000 kN pozdĺžny náraz pre loď triedy VII v súlade s klasifikačným systémom CEMT (STN EN 1991-1-7);
• zaťaženie seizmickým účinkom: zvažovalo sa návrhové seizmické zrýchlenie 0,63 m/s2 (STN EN 1991-8 časti 1 a 2);
• účinky vlastnej tiaže zohľadňujúce postup výstavby (STN EN1990);
• tlak prúdiacej vody na pilier (STN EN 1991-1-6).

Zásady projektovania dunajského súmostia

Aby sa vypracoval uspokojivý a konkurencieschopný, ekonomicky efektívny návrh, plne v súlade s požiadavkami projektu, dodržiavali sa tieto hlavné zásady:

Harmonizované riešenia

Cieľom bolo dosiahnuť optimálne riešenie pre každú lokalitu a aplikovať ho na všetky križujúce úseky s rovnakými konštrukčnými obmedzeniami. Bolo zrejmé, že predmostia (východné a západné) na jednej strane a hlavné mosty (most ponad veslársku dráhu a most cez Dunaj) na druhej strane majú dosť podobné konštrukčné obmedzenia, preto by mali viesť k rovnakým alebo podobným konštrukčným riešeniam.

Geometrické úpravy

Dĺžka premostenia na západnom predmostí bola na ľavej strane priesakového kanála skrátená (v porovnaní s referenčným projektom), čím sa predišlo zbytočnej dĺžke konštrukcie navyše. Okrem toho sa vykonala úprava nivelety premostenia, aby sa splnili prísne požadované svetlé výšky. Išlo o nákladovo efektívne opatrenie, no prinieslo to aj environmentálne výhody (s ohľadom na vizuálny efekt a pozitívny vplyv na vtáctvo).

Stratégia výstavby

Z dôvodu časového obmedzenia fázy výstavby projektu sa predpokladalo, že každý most Dunajského súmostia bude postavený samostatným stavebným zariadením a realizovaný nezávisle a simultánne takým spôsobom, aby dokončenie jedného mosta neohrozilo dokončenie ktoréhokoľvek iného mosta.

Usporiadanie polí na predmostiach

Zmena dĺžky polí (alebo akákoľvek iná geometrická zmena medzi susednými poľami) si vyžaduje úpravy pomocných zariadení (debnenie, úseky výsuvných skruží atď.), čo predstavuje zastavenia a oneskorenia výstavby.

S cieľom optimalizácie produktivity výstavby na predmostiach boli všetky polia zharmonizované na rovnakú dĺžku polí a geometriu.

Po preskúmaní obmedzení a po niekoľkých predbežných posúdeniach konštrukcie sa východné predmostie navrhlo ako jeden dilatačný celok: 1 250-metrový most so 16 rovnakými rovnými poľami s dĺžkou 70 m (dĺžka je predurčená šikmým Biskupickým ramenom). Rovnakým postupom sa navrhlo západné predmostie v jednom dilatačnom celku s 10 rovnakými poľami s dĺžkou 67,5 m.

Pre obmedzenia na koncoch nie sú dĺžky bočných polí k typickým dĺžkam mostných polí predmostí presne v optimálnom pomere. Túto statickú „nezrovnalosť“ (tzn. prídavné predpínacie jednotky v krajných poliach) jednoznačne kompenzujú výhody harmonizácie typických polí.

Usporiadanie polí na hlavných mostoch

Pri hlavných mostoch (most ponad veslársku dráhu a most cez Dunaj) sa požadované minimálne dĺžky hlavných polí stanovili na 170 a 200 m. Na základe analýzy všetkých obmedzení (vzdialenosť medzi poľami a spojenia s predmostiami) možno počítať s dvomi možnosťami:

1. Dva mosty, pričom každý má tri polia (130 + 210 + 130) a (130 + 170 + 130),
2. Jeden most s tromi hlavnými poľami + dvomi bočnými poľami (120 + 3 × 220 + 120).

Prvá možnosť vyplynula z kritéria „minimálnej dĺžky poľa“ (najefektívnejšie riešenie z hľadiska stavebných nákladov), zatiaľ čo druhá možnosť uprednostnila kritérium „harmonizácie“. Na základe porovnania (vplyv na ložiská, piliere a zakladanie v rieke, výstavba úsekov mostovky na pevnej skruži atď.) a po niekoľkých diskusiách sa prijala možnosť č. 1.

Konštrukčný typ mostov

V prvom rade sa predpokladal rovnaký konštrukčný typ – dodatočne predpäté betónové komorové jadro nosnej konštrukcie – pri všetkých mostoch, čo sa aj neskôr potvrdilo ako optimálne riešenie z hľadiska stavebných nákladov aj životnosti:

• pri oboch hlavných mostoch pri minimálnej požadovanej dĺžke poľa (200 m, resp. 170 m) a predpokladanom použití technológie letmej betonáže je to plne akceptovateľné. Nebolo preto potrebné použiť typ zaveseného mosta, čo by malo za následok menej konkurencieschopné riešenie (pri uvedených dĺžkach polí). Zároveň sa v rovinatej prírodnej krajine plnej vegetácie zdá byť vhodnejšia forma trámového mosta.
• požadovaná dĺžka poľa pre predmostia (približne 70 m) dobre vyhovuje dodatočne predpätému komorovému jadru nosnej konštrukcie, ktoré by sa v zásade mohlo postaviť metódou prefabrikovanej segmentovej výstavby, postupného vysúvania alebo výsuvnej skruže. Prvé dve metódy sa vylúčili, pretože nie sú pri tomto usporiadaní optimálne – prefabrikované segmenty by sa museli budovať konzolovo (70 m je na postupnú montáž polí „vpred“ jedno po druhom priveľa) a bolo by to pomalšie ako pri iných možnostiach. Takisto by vznikli logistické problémy s dočasným uložením a s dopravou segmentov na druhý breh. Pokiaľ ide o postupné vysúvanie, ide o značnú dĺžku konštrukcie (najmä na východnom predmostí), ktorá by sa musela vysúvať iba z jednej opory a v protispáde. Preto sa vybrala metóda výsuvnej skruže. V súčasnosti dostupné zariadenie na trhu takú dĺžku poľa (70 m) umožňuje a náročná investícia je vykompenzovaná mnohými opakovanými identickými poľami v priamej nivelete. Kľúčovým faktorom pri rozhodovaní boli aj miestne slovenské referencie na podobné mosty [4].

Konštrukčný typ priečneho rezu

Analyzovali sa dve možnosti:

• dve mostovky (dva paralelné a oddelené komorové trámové mosty),
• jedna mostovka (jeden most s 35 m širokým priečnym rezom).

Prvá možnosť (dve mostovky) má pri každom moste, ktorý sa má postaviť v jednej fáze, šírku typického priečneho rezu 17,5 m. Nevýhodou je, že si vyžaduje dvojnásobný počet zariadení (a stavebných tímov atď.) a hrozia potenciálne kolízie v zrkadle pri realizácii druhej mostovky.

Druhá možnosť (jedna mostovka) si vyžaduje postupnú výstavbu. V prvej fáze sa má postaviť časť komorového jadra pomocou výsuvnej skruže (v predmostiach) alebo betonárskeho vozíka (v hlavných mostoch), v druhej fáze sa dobudujú použitím betónovacích vozíkov konzoly priečneho rezu.

Konzoly sú podopreté na jadre komorového nosníka pomocou šikmých vzpier, ktoré sú účinnejšie ako priečne rebrá (pri takom veľkom vyložení konzol) alebo viackomorový prierez.

Toto usporiadanie priečneho rezu (jadro komorového nosníka so vzperami), ktoré sa pôvodne uplatnilo na niektorých mostoch postavených v Nemecku pred niekoľkými desaťročiami, sa stáva trendom vo viacerých nedávnych projektoch na celom svete a máme aj niekoľko príkladov na Slovensku [4].

Typ predpínania

Vnútorné predpínanie (súdržné) sa uprednostnilo pred externým (nesúdržným). Medzi fakty, ktoré rozhodli, patrí väčšia excentricita, a teda účinnosť súdržných jednotiek, to, že sa externé predpínanie vnáša s dlhším časovým odstupom, že sú súdržné káble lacnejšie a ich životnosť možno považovať za zaručenejšiu.

Na predmostiach sa kontinuita predpínacích káblov riešila ich presahom namiesto použitia spojok – 50 % v každom náliatku.

Ložiská

Navrhnuté sú sférické – kalotové ložiská (Maurer), ktoré majú v porovnaní s hrncovými ložiskami pri rovnakej veľkosti (až 210 MN, priemer 2,5 m) vyššiu kapacitu. Majú tiež dlhšiu prevádzkovú životnosť, pričom všetky piliere boli navrhnuté tak, aby umožňovali výmenu ložísk.

Seizmicita

V zmysle platných noriem bolo potrebné vykonať na hlavných pilieroch oboch hlavných mostov (veľká sústredená hmotnosť) a na štyroch vnútorných podperách východného predmostia (dĺžka 1 250 m) protiseizmické konštrukčné opatrenia.

Kľúčové parametre riešenia hlavných mostov

Most ponad veslársku dráhu je trojpoľový spojitý komorový trámový most (130 + 210 + 130 m). Konštrukčná výška mostovky sa pohybuje od 4,3 m (kraj polí a stred vnútorného poľa) až do 13,0 m nad hlavnými piliermi.

Most cez Dunaj je trojpoľový spojitý komorový trámový most (130 + 170 + 130 m). Hrúbka mostovky sa pohybuje od 4,3 m v poli až do 10,0 m nad hlavnými piliermi.

Technológia a postup výstavby

Oba hlavné mosty sa budujú v 1. fáze (komorové jadro) technológiou letmej betonáže vahadlovým spôsobom z hlavných pilierov. Počiatočná asymetria a stabilita vahadla sa rieši dočasným pilierom, ktorý je spojený predpínacími káblami so zhlavím pilót, a dočasným priečnikom v komore nosnej konštrukcie (14T31 na moste ponad veslársku dráhu a 10T31 na moste cez Dunaj).

Na takto vytvorenej dvojici pilierov sa zhotovil zárodok s dĺžkou 20 m, čo umožňuje montáž oboch betonárskych vozíkov (2 × 20 m) súčasne. Každý betonársky vozík váži 170 t a má maximálnu kapacitu 430 t a maximálnu dĺžku lamely 5 m.

Konzola vahadla mosta ponad veslársku dráhu pozostáva z 20 lamiel (6 × 3,9 m + 14 × 5 m) a mosta cez Dunaj zo 16 lamiel (7 × 4,2 m + 9 × 5 m).

Po dokončení 1. fázy výstavby nosnej konštrukcie a uzatvorení vnútorného mostného poľa sa aplikuje predpätie spojitosti (2. fáza). Následne sa prostredníctvom betonárskeho vozíka realizujú konzoly, ktoré sú podopierané šikmými vzperami, a predpínajú sa káble priečneho predpätia (3. fáza).

Základy hlavných pilierov

Hlavné piliere mosta cez veslársku dráhu sa zrealizovali pod ochranou štetovníc na oboch brehoch veslárskeho kanála a spočívajú na pilótovom zhlaví s rozmermi 27,5 × 22,6 m (30 pilót s priemerom 1,8 m) pod úrovňou terénu, aby tak spĺňali požadovanú voľnú šírku (voľných 200 m medzi šachtami). Hlavné piliere mosta cez Dunaj sú umiestnené v hlavnom toku rieky (s hĺbkou 6 m pri normálnej hladine).

Jeho šesťuholníkové pilótové zhlavie s rozmermi 42,2 m × 17,2 m (26 pilót s priemerom 1,80 m) s hydrodynamickým tvarom sa umiestnilo vrátane vonkajšej obruby vo výške vodnej hladiny tak, aby jeho kontúry boli viditeľné v rozmedzí výšok splavnej vodnej hladiny (požiadavka Dopravného úradu pre vodnú cestu Dunaj).

Pilóty, ktoré sa pre optimalizáciu celkových rozmerov hlavy pilóty umiestnili striedavo, sú výlučne pod vodou a siahajú po riečne koryto (aj pilóty aj hlavy pilót sú z betónu vhodného na túto úroveň obrusovania).

Tento návrh zabezpečuje odolnosť proti vplyvom plavidiel a uľahčuje výstavbu v rieke tým, že obmedzuje výkopy v ohrádzke pod vodou na realizáciu hlavy pilóty. Je to riešenie, ktoré sa využíva aj pri iných veľkých projektoch.

Výstavba postupuje takto: Pomocou pontónov sa postavila štetovnicová ohrádzka, ktorá sa vyplnila zrnitým materiálom. Zrealizovali sa pilóty (zvrchu), neskôr sa pod úrovňou terénu zrealizovala trysková injektáž s cieľom hydroizolácie vnútra ohrádzky, ktoré sa neskôr vykopalo. Zrealizovalo sa zhlavie pilót a nakoniec sa odstránili štetovnice.

Kľúčové parametre riešenia predmostí

Západné predmostie (780,5 m) je spojitý komorový trámový most (53 + 10 × 67,5 + 52,5 m) s konštantnou výškou mostovky 4,3 m. Východné predmostie (1 247,5 m) je spojitý komorový trámový most (65 + 16 × 70 + 62,5 m) takisto s konštantnou výškou mostovky 4,3 m. Obidva mosty sú dodatočne predpäté v pozdĺžnom aj v priečnom smere.

Uloženie mostovky na podperách

Západný viadukt má pozdĺžne zafixované podpery v troch stredových pilieroch. Počas výstavby, až kým sa nedosiahnu stredové piliere, je mostovka dočasne a postupne zablokovaná v tom pilieri, na ktorom sa mostovka už zrealizovala, a to pred tým, než sa výsuvná skruž vysunie na ďalší pilier.

Východný viadukt má pozdĺžne zafixované podpery v štyroch stredových pilieroch a až kým sa nedosiahnu stredové piliere, je mostovka dočasne zablokovaná v prvom pilieri pri podpere. Na všetkých podperách sú kalotové ložiská.

Technológia a postup výstavby

Jadro komorového nosníka (so šírkou 14,3 m) sa realizuje v cykle „mostné pole po mostnom poli“ (70 m dĺžky v cykle s priemerným trvaním dva týždne) pomocou výsuvnej skruže (MSS). Po dokončení nového mostného poľa sa predpínajú pozdĺžne laná v prvej fáze.

Výsuvná skruž je vybavená špeciálnym systémom (od firmy BERD), má horný oblúkovitý výstužný nosník a tzv. organický predpínací systém (OPS), ktorý aktivuje predpínacie laná v dolnom páse priehradového nosníka po dosiahnutí stanoveného limitu zvislého priehybu.

V druhej fáze sa na celom premostení budujú v záberoch s dĺžkou 20 m krajné konzoly priečneho rezu. Umiestnia sa prefabrikované vzpery a vybetónuje sa doska konzoly. Táto fáza zahŕňa predpínanie priečnych káblov hornej dosky. Potom sa predpína druhá fáza pozdĺžnych káblov, ktoré pôsobia už na celý prierez.

Medziľahlé podpery a zárodky

Nosná konštrukcia oboch predpolí spočíva na medziľahlých členených podperách, pozostávajúcich z dvoch stĺpov, v spodnej časti stužených stenou (tá má význam aj proti hromadeniu a zakliesneniu naplavenín v prípade zaplavenia územia).

Optimalizovaný návrh je výsledkom rozhodnutia použiť „zárodok“ mostovky na pilieri (s tuhým priečnikom), zhotovený v predstihu pred „príjazdom“ výsuvnej skruže. Horná výsuvná skruž spôsobuje zvyčajne pri podopieraní na pilieroch komplikácie.

Používajú sa väčšinou kovové rámy zafixované do upravených hláv pilierov, pričom určité časti musia prechádzať vynechanými otvormi v mostovke, ktoré sa dodatočne musia vyplniť. Zárodok prináša dôležité výhody.

Realizuje sa pred príjazdom výsuvnej skruže, teda mimo kritickej cesty výstavby, a eliminuje potrebu občas náročných úprav hláv pilierov. Zárodok (uložený na definitívnych ložiskách) musí byť pri vysúvaní nosníkov skruže a pri betonáži mostného poľa tuho spojený s piliermi.

Na tento účel navrhnuté oceľové profily sú využité aj na podopretie debnenia pri betonáži samotného zárodku. Priečnik a rozmery priechodného otvoru v ňom museli zohľadniť špecifické namáhanie od lisov pri budúcej výmene ložísk a umožniť prechod vnútorného posuvného debnenia hornej dosky a stien.

Závery

PPP projekt D4R7 je projekt komplexný a náročný. Vzhľadom na „otvorený tender“, z ktorého vyplynuli zmeny takmer všetkých stavebných objektov, sa vyskytla špecifická situácia, pri ktorej projektové činnosti v rôznych fázach projektovej dokumentácie (dokumentácia na posúdenie zmien v rámci procesu EIA/zmena navrhovanej činnosti, spracovanie dokumentácie pre potreby zmeny existujúcich stavebných povolení/DZSD, dokumentácia pre realizáciu stavby a výrobno-technická dokumentácia/DRS, VTD) prebiehali súčasne s výstavbou.

Technické riešenia a ich podrobnosti dôkladne zanalyzovali početné skupiny odborníkov. Pri navrhovaní riešení, ktoré doteraz ešte na Slovensku neboli použité, spolupracovalo množstvo inžinierov pod vedením technickej kancelárie spoločnosti D4R7 Construction a tímu projektantov zo spoločnosti DOPRAVOPROJEKT.

Špičkoví odborníci zo slovenských univerzít a z výskumných inštitútov (aj zo zahraničia) boli prizývaní na posudzovanie týchto návrhov.

Navyše, materské spoločnosti členov zhotoviteľského konzorcia zapojili svojich odborníkov, ktorí buď nezávisle alebo spolu so slovenskými odborníkmi potvrdili návrh a efektívnosť predložených riešení. Výnimočnou stavbou je najmä opisované Dunajské súmostie so svojou dĺžkou 3 km.

Literatúra

1. MANTEROLA, J. Construction and Design Features of the Bridge over the Danube River. Bulgaria. 37th IABSE Symposium Madrid, 2014.
2. PACHECO, P. High Productivity in Bridge Construction – the OPS Effect. Multi-Span Large Bridges. Pacheco & Magalhaes (Eds.)
3. PACHECO, P. et al. Overcoming the Challenges of Multi-span Viaducts Construction. VIII Congress. ACHE. A Coruña, June 2017.
4. STRÁSKÝ, J. Viaducts with Progressively Erected Decks Multi-Span Large Bridges. Pacheco & Magalhaes (Eds.)
5. REVOLTÓS, J. et al. Trapagaran Viaduct. Hormigón y Acero. Nº 274.
6. MILLANES, F. Detailed Design of the Approach Viaducts of the New Pumarejo Bridge in Barranquilla, Colombia. VIII Congress. ACHE. A Coruña, June 2017.

Článok bol uverejnený v časopise Inžinierske stavby 2/2020.