Zasýpanie konštrukcie s detailom poprsného múru z gabionu

Prefabrikované oblúkové mosty na D4: Prvé svojho druhu v Česku a na Slovensku

Partneri sekcie:

Stavebné objekty v úseku Milín – Lety, SO 222 a v úseku Háje – Milín, SO 223 sú prvé svojho druhu použité v Česku a na Slovensku. Ide o prefabrikované presýpané, oblúkové, železobetónové mosty s rozponom v jednom poli 33,11 m, čo predstavuje najdlhší rozpon v regióne.

Prefabrikované oblúky sú založené na železobetónových monolitických oporách, uložené sú proste, bez použitia ložísk, uloženie je teda bezúdržbové.
Oba objekty sú tvarovo identické, líšia sa v spôsobe založenia, vo výške nadnásypu a v náhodilom zaťažení.

SO 222 priečny rez
SO 222 priečny rez | Zdroj: ABM Mosty, s. r. o.

Objekt SO 223 bol založený plošne do skalného podložia triedy R1 až R2. Uvažovalo sa s náhodilým zaťažením LM1 a LM2 pre skupinu pozemných komunikácií 2.
Objekt SO 222 bol založený hĺbkovo do podložia triedy R4 až R6. Použité boli dva rady pilót s priemerom 880 mm a dĺžkou 18 m.

Poloha závesov bola optimalizovaná pre oddebnenie, manipuláciu a montáž.
Poloha závesov bola optimalizovaná pre oddebnenie, manipuláciu a montáž. | Zdroj: ABM Mosty, s. r. o.
13Jeden z najkritickejších SLS zaťažovacích stavov nastal pri inštalácii, keď bol prvok uložený na základe a montážne závesy boli aktívne iba na opačnom konci. Konštrukcia bola v tomto štádiu namáhaná na čistý ohyb bez priaznivého účinku tlakových normálových síl.
Jeden z najkritickejších SLS zaťažovacích stavov nastal pri inštalácii, keď bol prvok uložený na základe a montážne závesy boli aktívne iba na opačnom konci. Konštrukcia bola v tomto štádiu namáhaná na čistý ohyb bez priaznivého účinku tlakových normálových síl. | Zdroj: ABM Mosty, s. r. o.
Zaizolovaná konštrukcia (NAIP) pripravená na zasýpanie
Zaizolovaná konštrukcia (NAIP) pripravená na zasýpanie | Zdroj: ABM Mosty, s. r. o.
Konštrukcia tesne pred dokončením (13. 2. 2024)
Konštrukcia tesne pred dokončením (13. 2. 2024) | Zdroj: ABM Mosty, s. r. o.

Uvažovalo sa s náhodilým zaťažením LM4 a obslužným vozidlom.  Projekt založenia riešila spoločnosť Valbek v úzkej koordinácii s projekčným tímom ABM. Ako vyplýva z konceptu konštrukcie, zásadnou úlohou bolo zachytenie vodorovných reakcií od hornej konštrukcie a ich prenesenie do základovej zeminy.

SO 222 pôdorys
SO 222 pôdorys | Zdroj: ABM Mosty, s. r. o.

Návrh klenbovej konštrukcie

Jedným z prvých krokov statického návrhu klenbovej konštrukcie bol výpočet zvislých a vodorovných reakcií od kvázi stálej kombinácie. Týmito reakciami boli projektantom založenia zaťažené základové konštrukcie. Zo vzniknutých deformácií základových konštrukcií boli vypočítané ich tuhostné parametre, ktoré boli spätne dosadené do statického modelu klenbovej konštrukcie.

SO 222 zvislé deformácie od vlastnej tiaže
SO 222 zvislé deformácie od vlastnej tiaže | Zdroj: ABM Mosty, s. r. o.
SO 222 zvislé deformácie od kvázi stálej kombinácie
SO 222 zvislé deformácie od kvázi stálej kombinácie | Zdroj: ABM Mosty, s. r. o.
SO 222 zvislé deformácie od kvázi stálej kombinácie v čase 100 rokov
SO 222 zvislé deformácie od kvázi stálej kombinácie v čase 100 rokov | Zdroj: ABM Mosty, s. r. o.

 

SO 222 zvislé deformácie od charakteristickej kombinácie
SO 222 zvislé deformácie od charakteristickej kombinácie | Zdroj: ABM Mosty, s. r. o.

Následne sa statický výpočet doplnil o zaťažovacie stavy náhodilých zaťažení a ich SLS a ULS kombinácie.  Zaťaženie zásypom bolo modelované postupne vo viacerých aj nesymetrických krokoch, z čoho sa odvodili požiadavky na zasýpanie konštrukcie na stavbe a maximálna nesymetria zásypu.

SO 222 statický model klenbovej konštrukcie
SO 222 statický model klenbovej konštrukcie | Zdroj: ABM Mosty, s. r. o.

Ďalej bola konštrukcia zaťažená teplotou a náhodilým zaťažením od dopravy, z ktorého boli odvodené brzdné sily.  Vnútorným silám dominujú tlakové normálové sily, ktorých pozitívny vplyv je zásadný pri posudzovaní prierezov na medzný stav únosnosti, ako aj pri posudzovaní šírky trhlín.

SO 222 extrém reakcie v podpere v ULS
SO 222 extrém reakcie v podpere v ULS | Zdroj: ABM Mosty, s. r. o.

Naopak, pri obmedzení tlakových napätí to boli práve normálové sily, ktoré bolo potrebné kontrolovať. V statickom návrhu bolo zásadné posúdenie konštrukcie v jednotlivých fázach výroby, skládkovania, dopravy, montáže, zmonolitnenia a zasýpania.

SO 222 normálové sily Fx (kN)
SO 222 normálové sily Fx (kN) | Zdroj: ABM Mosty, s. r. o.

V týchto fázach boli prvky vyšetrované v ich predpokladanom veku výskytu zaťaženia, a teda aj vo veku kratšom ako 28 dní. Pozornosť sa venovala najmä SLS stavom, predovšetkým eliminácii trhlín od ťahových napätí.

SO 222 šmykové sily Fz (kN)
SO 222 šmykové sily Fz (kN) | Zdroj: ABM Mosty, s. r. o.
SO 222 ohybové momenty My (kN)
SO 222 ohybové momenty My (kN) | Zdroj: ABM Mosty, s. r. o.

Poďakovanie 
Vďaka za tento projekt patrí združeniu okolo PPP-D4, najmä zhotoviteľovi SMP CZ, ktorý dal spoločnosti ABM príležitosť zrealizovať takúto konštrukciu a posunúť prefabrikáciu v Českej republike zase o čosi dopredu.

Ďalej ďakujeme projektantom z firmy Valbek za spoluprácu a koordináciu medzi návrhom spodnej a hornej stavby a firme MDS Projekt za spoluprácu na projekte statiky hornej stavby.

TEXT: Ing. Rastislav Schreiber,
Ing. Štefan Chrastina
FOTO A OBRÁZKY: ABM Mosty, s. r. o.

Rastislav Schreiber a Štefan Chrastina pôsobia v spoločnosti ABM Mosty, s. r. o.

Článok bol uverejnený v časopise IS 2/2024