R2 Kriváň − Mýtna: výstavba nosnej konštrukcie estakády technológiami letmej betonáže i postupného výsuvu

Pre spoločnosť STRABAG, s. r. o., je výstavba úseku rýchlostnej cesty R2 Kriváň – Mýtna jedným z kľúčových a najväčších aktuálne realizovaných stavebných diel na Slovensku. STRABAG sa na projekte účastní prostredníctvom združenia R2 Mýtna. Investorom projektu je Národná diaľničná spoločnosť.

Predmetný úsek spája dve dnes už jestvujúce časti tohto cestného koridoru: R2 Pstruša – Kriváň, na ktorý sa bude nová rýchlostná cesta napájať a ktorý bol otvorený v roku 2015, a úsek R2 Mýtna – Lovinobaňa, Tomášovce, ktorý bol motoristom sprístupnený v závere roku 2022. Štvorprúdová cesta medzi obcami Kriváň a Mýtna bude mať po dobudovaní celkovú dĺžku 9 104 metrov, pričom takmer na polovici tohto úseku bude cesta viesť estakádou nad úrovňou terénu.

Údolím Krivánskeho potoka bude viesť estakáda s dĺžkou takmer 4 400 metrov. Tvoria ju stavebné objekty SO 209-01 (DC1 – DC4) a SO 209-02 (DC1 – DC4). Tím dopravného staviteľstva spoločnosti STRABAG, s. r. o., má prostredníctvom svojich expertov na mostné stavby na starosti výstavbu troch dilatačných celkov, ktoré sa realizujú dvomi rôznymi technológiami:

• SO 209-01 DC3 s dĺžkou 700 m je budovaný technológiou letmej betonáže,
• SO 209-02 DC3 + DC4 so súhrnnou dĺžkou 800 m sú budované technológiou postupného vysúvania nosnej konštrukcie.

SO 209-01 DC3

Dilatačný celok sa nachádza približne v miestach odbočky z cesty I/16 smerom na obec Dolná Bzová. Jeho nosná konštrukcia (NK) je z dodatočne predpätého betónu C50/60 a v priečnom reze je tvorená monolitickou komorou, ktorá je po stranách rozšírená prefabrikovanými vzperami a spriahnutá mostovkovou doskou.

V pozdĺžnom smere vytvára spojitý nosník so 6 podperami s rozpätím 50,0 + 105,0 + 120,0 + 150,0 + 120,0 + 105,0+ 50,0 m. Výška nosnej konštrukcie je premenná, od 3,55 m v poli až po 9,05 m (6,55 m) nad podperami. Celková šírka mosta je konštantná, 27,50 m, a geometria NK odpovedá trasovaniu navrhnutej rýchlostnej cesty.

Spodnú stavbu tvorí šestica podpier (P17 − P22) s ich základmi. Každá podpera sa skladá z dvoch stojok s konštantným prierezom budovaných v pracovných celkoch s dĺžkou 5,0 m pomocou šplhacieho prekladaného debnenia. Podpery 19 a 20 sú do základov a nosnej konštrukcie votknuté (tzv. rámové spojenie). Ostatné podpery (17, 18, 21 a 22) sú zhotovené ako kyvné steny, čo znamená, že so základom a s nosnou konštrukciou sú spojené cez vrubové kĺby.

Vzhľadom na rôzne geologické, materiálové a terénne podmienky sa jednotlivé podpery budovali s použitím rôznych technológií zaistenia výkopu a založenia. V prípade podpery P18 bolo potrebné výkop zaistiť lanovými kotvami, klincami a striekanými betónmi, zatiaľ čo podpera P20 mala výkop zaistený štetovnicovými stenami.

Zakladanie bolo tiež prispôsobené geologickým podmienkam, čoho výsledkom sú 4 podpery založené na mikropilótach, 1 podpera na veľkopriemerových pilótach a 1 podpera založená plošne. Realizácia nosnej konštrukcie prebieha v nasledujúcej postupnosti:

1. zhotovenie zárodkov,
2. zhotovenie lamiel,
3. montáž prefabrikovaných vzpier,
4. betonáž konzol,
5. montáž dilatačných nosníkov.

Zárodky NK sa nachádzajú nad podperami a umožňujú nasadenie betonárskych vozíkov pre zhotovenie NK a prenesenie zaťaženia z NK do podpery. S podperami sú spojené rámovo alebo vrubovými kĺbmi. Po zhotovení zárodku sa naň nasadia betonárske vozíky a realizujú sa lamely, čím sa zhotoví vahadlo. Lamely sa betónujú naraz, v plnom priereze. Celkový počet zhotovených lamiel je 147.

Po zhotovení lamiel sa na komorový nosník osadia prefabrikované plošné vzpery. Tie sa uložia do kapsy zhotovenej v chrbticovom nosníku a montážnymi tyčami ukotvia do jadra komorového nosníka. Počet prefabrikovaných vzpier je 562. Následne sa po osadení potrebného počtu prefabrikovaných vzpier zhotoví spriahnutá mostovková doska.

Nosná konštrukcia bude predopnutá v pozdĺžnom aj priečnom smere. V pozdĺžnom smere je konštrukcia predopnutá nasledujúcimi káblami: konzolové káble (všetky káble z 19 lán), káble spojitosti (káble tvorené z 19 a 27 lán), poľové káble (všetky káble z 19 lán), voľné káble (všetky káble z 31 lán).

V priečnom smere je konštrukcia predopnutá káblami tvorenými 5 lanami, v zvislom smere je konštrukcia predpätá káblami z 12 lán. Na priľahlé dilatačné celky sa SO 209-01 DC3 pripojí pomocou dilatačných nosníkov, ktoré zabezpečia plynulosť deformácií jednotlivých častí nosnej konštrukcie. Dilatačný nosník bude kotvený do koncových priečnikov v čele nosnej konštrukcie a podopretý na stužujúcich diafragmách v lamelách.

Aktuálnu rozpracovanosť priblížil stavbyvedúci Milan Botek: „Práce v súčasnosti prebiehajú predovšetkým na dokončení realizácie lamiel na troch posledných vahadlách. Zároveň však začíname osádzať prefabrikované vzpery a tým rozširovať nosnú konštrukciu.

Na nedokončených vahadlách sa snažíme držať vysoké tempo, aby sa NK pospájala a mohli sme sa naplno pustiť do osádzania vzpier. Čaká nás časť roka s menej stabilným počasím a hlavne kratšími dňami, čo pre práce tohto typu, v pomerne veľkej výške nad zemou, nie je ideálne. Vzpier bude na tomto dilatačnom celku 562, čo síce znie na prvé počutie hrozivo, no veríme, že na prelome zimy a jari 2024 budeme môcť začať s dobetónovávaním mostovky do plnej šírky.“

„Špecifikom tohto dilatačného celku je fakt, že na most nemáme prístup s mechanizmami a inými vozidlami. Keďže prefabrikované vzpery sa osádzajú pomocou autožeriavu, aj ten budeme musieť na mostovku vyložiť autožeriavom – rovnako ako všetok materiál, keďže na most nemôžeme zriadiť vjazd cez oporu, respektíve priľahlý dilatačný celok či pomocnú dočasnú lávku. Okrem toho je to však pomerne tradičný mostársky projekt, na ktorý máme dostatok skúseností, aby nás nič nezaskočilo,“ dodáva Botek.

Ocenil však zapojenie BIM oddelenia, ktoré jeho realizačnému tímu pomohlo najmä vo fáze projektovania, v ktorom spoločne modelovali potenciálne kolízne situácie. Stavebný tím spolupracoval s internými BIM projektantmi STRABAG-u napríklad na priestorovom návrhu zariadenia staveniska, upresnení umiestnenia vežového žeriavu či kontrole potenciálnych kolízií betonárskych vozíkov na letmú betonáž s okolitým terénom.

SO 209-02 DC3 + DC4

V údolí Krivánskeho potoka STRABAG nestavia len pomocou technológie letmej betonáže, dva dilatačné celky stavebného objektu SO-209-02 sú realizované pomocou postupného vysúvania nosnej konštrukcie.

Dilatačné celky DC3 a DC4 mostného objektu tvorí spojitá jednokomorová konštrukcia s veľmi vyloženými konzolami z predpätého betónu. Spojenie dilatačných celkov je realizované na podpere 48. Oba dilatačné celky tvorí zhodne 7-poľová konštrukcia s rozpätím 48,75 + 5 × 60,0 + 48,75 m. Celková šírka mosta je 27,50 m.

Vonkajšie konzoly priečneho rezu sú podopreté tyčovými prefabrikovanými vzperami s obdĺžnikovým prierezom s rozmermi 0,35 × 0,30 m, resp. 0,90 × 0,30 m pri koncových priečnikoch. Vzpery sú navrhnuté s rozdielnou dĺžkou pre ľavú a pravú polovicu nosnej konštrukcie.

Vzpery sa pri výstavbe jednotlivých segmentov vkladajú do debnenia a prostredníctvom vyčnievajúcej výstuže monoliticky spájajú s nosnou konštrukciou. Nosná konštrukcia sa predpína v pozdĺžnom aj v priečnom smere káblami z lán EN 10138-3-Y1860S7-15,7-I-F1-C1.

Oba dilatačné celky sú za účelom výsuvu rozdelené na 13 segmentov s typickou dĺžkou 30 m, pričom prvý a posledný segment DC3 majú atypickú dĺžku L = (35 m – ½ D), kde D je medzera medzi čelami nosných konštrukcií jednotlivých dilatačných celkov.

Dĺžka atypických segmentov DC4 je 34,85 m pri prvom segmente, 22,0 m pri 12. segmente a 42,8 m pri poslednom 13. segmente. Nosná konštrukcia sa v prípade oboch dilatačných celkov vysúva v združenom priereze, čo znamená, že každý zo segmentov sa vysúva v plnej šírke mostovky (26,7 m). Niveleta na DC3 a DC4 klesá v celom úseku v smere staničenia v konštantnom spáde 2 %. Priečny sklon na moste je jednostranný, 2,50 %.

Nosná konštrukcia je uložená na kalotových ložiskách na podperách 47, 48, 49 a opore 55. Na ostatných podperách vrátane dilatačného piliera 41 boli navrhnuté vrubové kĺby. Spodnú stavbu tvorí krajná opora 55 a vnútorné podpery 41 − 54, pričom na podpere 41 je rozhranie medzi dilatačnými celkami DC2 a DC3 a na podpere 48 je rozhranie medzi dilatačnými celkami DC3 a DC4.

Podpery P41 − P49 a opora 55 sú založené na mikropilótach, podpery P52 − P54 na veľkopriemerových pilótach. Podpery P50 a P51 sú založené plošne.

Výsuv nosnej konštrukcie

Výsuv jednotlivých segmentov sa realizuje z priestoru výrobne situovanej medzi podperami P48 a P49. Výrobňa je sústava železobetónových konštrukcií, HEB nosníkov a debnenia, v ktorej prebieha armovanie, betónovanie a predpínanie (súdržných 19-, 12-lanových a priečnych 5-lanových káblov) jednotlivých segmentov NK v šírke celého združeného prierezu.

K priečniku prvého segmentu je pomocou predpínacích tyčí prikotvený 36 m dlhý oceľový výsuvný nos. Výsuvný nos je pomocná oceľová konštrukcia, pôsobiaca ako ľahká súčasť nosnej konštrukcie na redukciu priehybov nosnej konštrukcie a krákorcových momentov počas výsuvu. Oddebňovanie NK sa realizuje pomocou sústavy hydraulických piestov.

Takto zhotovený segment sa následne hydraulickým krokovým zariadením (umiestnené na P47, resp. P50) vysunie do požadovanej polohy. Potom sa vo výrobni vyhotoví nasledujúci segment, vysunie sa a celý proces sa zopakuje niekoľkokrát až do zhotovenia celej dĺžky dilatačného celku.

V prípade už zhotoveného SO-209-02 DC3 to bolo 13-krát v 2 % stúpaní, pri aktuálne budovanom SO-209-02 DC4 to bude 12 segmentov v 2 % klesaní (pole NK medzi P48 a P49, tzv. spojovací blok, sa bude realizovať vo finálnej pozícii na pevnej skruži). Po vysunutí dilatačného celku sa zrealizujú voľné komorové 31-lanové káble a výsuvné ložiská sa nahradia vrubovými kĺbmi, resp. trvalými ložiskami.

Vzhľadom na to, že DC3 bol z výrobne vysúvaný v smere na Zvolen, DC4 bude vysúvaný na Lučenec a smerový oblúk týchto dvoch dilatačných celkov je rozdielny, bolo po dobudovaní DC3 potrebné upraviť výrobňu pre potreby výstavby DC4.

Rozhodnutie realizovať oba dilatačné celky technológiou postupného vysúvania nosnej konštrukcie vyplynulo zo zhody medzi požiadavkou investora a konštrukčným riešením navrhnutej nosnej konštrukcie, z priestorovo-terénnych podmienok v mieste staveniska a dostupnosti technologického vybavenia v rámci koncernu STRABAG.

Výhoda technológie spočíva predovšetkým v tom, že sa ňou dá preklenúť komplikovaný terén a celý pracovný takt prebieha vo výrobni – teda na jednom mieste, kde má stavebný tím koncentrované celé svoje zázemie vrátane skladovacích plôch pre stavebný materiál, vežových žeriavov a plôch na rozmiestnenie čerpadiel pri betonážach.

Úskalia výstavby pomocou výsuvu NK priblížil stavbyvedúci Ing. Ján Goliaš: „Skúsenosti s postupným výsuvom NK z výrobne sme získali napríklad na stavbe estakády na úseku diaľnice D1 Hričovské Podhradie – Lietavská Lúčka a na tomto projekte sme ich bezpochyby zužitkovali. Keďže realizácia prebieha v režime ‚naprojektuj a postav‘, tzv. Žltý FIDIC, nielen vo fáze realizácie, ale už aj vo fáze projektovania a prípravy prebiehali konzultácie medzi zodpovedným projektantom Ing. Novotným (SHP, s. r. o., Brno, ČR), špecialistom pre hydrauliku Jürgenom Gunsche (STRABAG BMTI GmbH & Co. KG SRN), Ing. Fabiánom (ULMA Construccion SK, s. r. o.) a našou prevádzkovou jednotkou PJ Mosty.

Výstavba prebieha bez zásadných problémov práve vďaka tomu, že počas projektovania sa nám potenciálne ťažkosti či kolízie podarilo identifikovať a predísť im. Na ilustráciu môžeme použiť aktuálne čerstvo dokončenú prestavbu výrobne DC3 pre potreby DC4.

Navrhli sme pôdorysne komplikovaný tvar železobetónových stien, na ktorých sa nachádzajú klzné plochy pre výsuv. Steny sú zhotovené tak, aby bolo po odbúraní klzných plôch DC3 možné na nich zhotoviť aj klzné plochy DC4 v inom smerovom oblúku. Bez skúseností z projektov takéhoto typu a takýchto rozmerov by len tento jeden krok vo výstavbe – ‚otočenie‘ výrobne − bol neporovnateľne nákladnejší a dlhšie trvajúci.

Ušetrili sme veľa času, ale stále to bola zložitá operácia, ktorá trvala 5 týždňov a vyžadovala si precízne plánovanie nasadenia pracovníkov, mechanizmov a rôznych špeciálnych činností.

Otočenie 1 zjednodušene spočívalo v demontáži kompletného debnenia, odrezaní klzných plôch diamantovým lanom, pootočení HEB nosníkov 250-tonovým autožeriavom, betonáži klzných plôch v novej polohe a v opätovnom namontovaní debnenia. Súčasne prebiehala demontáž výsuvného nosa, transport od P40 do výrobne, jeho montáž vo výrobni a vysunutie do štartovacej polohy. Súčasťou bola aj komplikovaná demontáž a následná montáž krokového zariadenia na pilieri P50.

Aktuálne už prebieha výstavba prvého segmentu DC4, ktorý sa bude vysúvať v smere na Lučenec v 2 % klesaní. Špecifikom oproti DC3 je, že kým NK nebude mať v mieste krokového zariadenia na podpere P50 dostatočný prítlak, budeme pri výsuve konštrukciu pomocou sústavy dutých valcov a predpínacích tyčí aj brzdiť.

Práce však pokračujú aj na dilatačnom celku DC3, kde sa postupne demontujú výsuvné ložiská a namiesto nich sa montujú trvalé ložiská, respektíve sa realizujú vrubové kĺby. Po dokončení týchto prác bude nosná konštrukcia DC3 hotová a nasledovať bude realizácia príslušenstva mosta v podobe ríms, izolácií, liatych asfaltov, asfaltobetónových vrstiev, zvodidiel, zábradlí, protihlukových stien a odvodnenia.

TEXT A FOTO: STRABAG, s. r. o.

Článok bol uverejnený v časopise IS 6/2023