Letmá betonáž SO 206 na rýchlostnej ceste R4 Košice – Milhosť

Letmá betonáž predstavuje technológiu zhotovovania mostných nosných konštrukcií, pri ktorých je obmedzené, respektíve úplne vylúčené použitie podperných systémov. Tým možno do značnej miery minimalizovať obmedzenia priestoru a prípadnú prevádzku pod realizovanou konštrukciou. Takýto spôsob výstavby sa použil aj pri budovaní časti mostného objektu v rámci rýchlostnej cesty R4 Košice – Milhosť.

Opis stavby a konštrukcií
Rýchlostná cesta R4, úsek Košice – Milhosť bude po dokončení tvoriť v oblasti východného Slovenska súčasť medzinárodného cestného ťahu sever – juh. Celková navrhovaná dĺžka úseku je 14 175 m. Na začiatku úpravy je trasa napojená mimoúrovňovou križovatkou na cestu I/68, ďalej prechádza v koridore medzi širokorozchodnou železnicou a železničnou stanicou Haniska mierne zvlneným terénom do priestoru priemyselného parku Kechnec a končí sa asi 150 m od existujúceho hraničného priechodu na štátnej hranici s Maďarskou republikou [1]. Rýchlostná cesta R4 v predmetnom úseku križuje železničné trate, vedenia veľmi vysokého napätia a vysokého napätia, štyri tranzitné plynovody, dva tranzitné ropovody, vodovody, rozvodné potrubia plynu, diaľkové a miestne oznamovacie vedenia [2].

Objednávateľom stavby rýchlostnej cesty R4 Košice – Milhosť je Národná diaľničná spoločnosť, a. s. Stavbu realizuje spoločnosť Skanska SK, a. s., na základe projektovej dokumentácie od projektovej kancelárie ­DOPRAVOPROJEKT, a. s., divízia Prešov.

Stavebný objekt SO 206 predstavuje jeden zo 14 mostných objektov na úseku rýchlostnej cesty. Tento most preklenuje širokorozchodnú železničnú trať. Aby sa minimalizovalo obmedzenie prevádzky tejto trate, na výstavbu časti objektu SO 206 sa navrhla technológia letmej betonáže. Konštrukčný systém objektu dilatačného celku 1 (DC 1) pozostáva z dvojtrámovej monolitickej nosnej konštrukcie z predpätého betónu s konštantnou výškou 2,3 m, budovanej na pevnej skruži betonážou po poliach. Dilatačný celok 2 (DC 2) má nosnú konštrukciu s komorovým priečnym rezom s premennou výškou od 4,5 m nad podperami do 2,3 m [3], pričom 80-metrové pole sa realizovalo technológiou letmej betonáže a ostatné polia technológiou na pevnej skruži [2].

Na obr. 1 je betónovací vozík, ktorého parametre umožňovali betónovanie lamiel s dĺžkou 5 m. Na obrázku je zjavná klesajúca výška profilu lamely. Takisto možno vidieť rozdiel medzi spôsobom budovania nosnej konštrukcie technológiou letmej betonáže vľavo a technológiou na pevnej skruži vpravo. Rozmery jednotlivých polí sú v prípade ľavého mosta pri DC 1: 28 + 6 × 36,5 + 28 m a pri DC 2: 55 + 80 + 45 + 38,5 m. Celková dĺžka ľavého mosta je 489 m. V prípade pravého mosta sú rozmery pri DC 1: 28 + 7 × 36,5 + 28 m a pri DC 2: 31,5 + 45 + 80 + 48 m. Celková dĺžka pravého mosta je 525,5 m a šírka mosta je 27,5 m [2]. Na obr. 2 je znázornený ľavý most SO 206, v popredí členená koncová opora pod vedením vysokého napätia dilatačného celku 2 realizovaná letmou betonážou nad širokorozchodnou traťou a v pozadí dvojtrám DC 1 realizovaný posuvným debnením na pevnej skruži [2].

Obr. 2 Pohľad na ľavý most SO 206

Realizácia nosných konštrukcií
DC 1 sa realizoval podľa alternatívy A, teda nosná konštrukcia dvojtrám pomocou posuvného debnenia na prvé pole, na pevnej skruži na tri polia, s časom výstavby nosnej konštrukcie 15 dní/pole. Horná stavba je osadená na 38 kruhových pilieroch s ∅ 1,6 m pri DC 1 a na 12 kruhových pilieroch s ∅ 2,0 m pri DC 2, čo umožnilo priemyselnú výstavbu pomocou zostavených typových debnení Ulma, v jednom exemplári na každý priemer, a použitie samonosných armokošov [2].

Časť DC 2 sa realizovala výstavbou na pevnej skruži, zatiaľ čo pole s dĺžkou 80 m sa realizovalo technológiou letmej betonáže. Dĺžka betonážnych záberov sa upravila z pôvodných 3 na 5 m, čím sa výrazne skrátil čas výstavby a tým aj náklady [2]. Letmá betonáž prebiehala z dvoch strán oproti sebe súčasne (obr. 3). Cyklus letmej betonáže bol 7 dní.

Obr. 3 Betónovanie letmou betonážou oproti sebe

Obr. 4 Vystuženie hornej časti nosnej konštrukcie mosta

Obr. 5 Uloženie predpínacích káblov

Nosná konštrukcia oboch dilatačných celkov z betónu C 35/45 bola predopnutá predpínacou výstužou z 19-lanových súdržných káblov. Na betóny na nosné konštrukcie SO 206 bola zadaná požiadavka 36-hodinovej pevnosti v tlaku a statického modulu pružnosti. Potreba rýchleho nárastu pevnosti v tlaku vychádza z navrhovaného cyklu letmej betonáže, ktorý zahŕňa prípravu betónovacieho vozíka, uloženie betonárskej výstuže (obr. 4) a predpínacích káblov (obr. 5), uloženie samotného betónu, dosiahnutie minimálnej pevnosti v tlaku, predopnutie káblov a posun betónovacieho vozíka do ďalšej polohy. Na základe zadaných požiadaviek na realizáciu objektu technológiou letmej betonáže sa na konštrukcie mostových lamiel navrhol betón (označenie 8.1) s touto špecifikáciou: C 35/45 – XC4, XD1, XF2 (SK) – Cl 0,2 – Dmax 16 – S4 (S4 po 60 min 210 mm, S3 po 90 min)
–    max. priesak 50 mm podľa STN EN 12390-8,
–    min. pevnosť po 36 hodinách 36 MPa,
–    statický modul pružnosti 34 GPa.

Zloženie betónu bolo optimalizované na dosiahnutie požadovaných parametrov. Vzhľadom na pomerne husto vystuženú konštrukciu nebolo možné použiť kamenivo hrubšej frakcie, teda Dmax22, aby sa dosiahli čo najlepšie pevnostné parametre betónu.

Prvá betonáž nosnej konštrukcie ľavého mosta sa uskutočnila 14. 6. 2011. Trvala takmer 9 hodín a uložilo sa 350 m³ betónu s pracovným označením 8.1 [4]. Nosná konštrukcia ľavého mosta sa zmonolitnila letmou betonážou uzáverovej lamely dňa 13. 3. 2012. Spotrebovalo sa pri tom 675 t betonárskej výstuže, 194 t predpínacej výstuže a 4 798 m³ betónu [5]. Nosná konštrukcia pravého mosta bola ukončená 15. 8. 2012, pričom sa spotrebovalo 605 t betonárskej výstuže, 236 t predpínacej výstuže a 4 915 m³ betónu.

Záver
Most SO 206 nad širokorozchodnou železničnou traťou je najväčším z objektov na úseku rýchlostnej cesty R4 Košice – Milhosť. Nepochybne patrí medzi najzaujímavejšie objekty v rámci celej stavby, a to aj z dôvodu využitia technológie letmej betonáže pri budovaní najdlhšieho, 80-metrového poľa. Pri realizácii nosnej konštrukcie mosta prijala realizačná firma Skanska SK, a. s., viacero optimalizácií, vďaka ktorým došlo k finančným úsporám. Harmonogram realizácie mosta sa dodržal a spolu s ostatnými objektmi je plánované spustenie prevádzky celého úseku koncom roka 2013 [6].

Literatúra
1.    Špak, M., Jašek, J., Lapčák, J.: Rýchlostná cesta R4 Košice – Milhosť. Zborník, In: Celoštátna konferencia s medzinárodnou účasťou Betón 2011, Štrbské Pleso, 2011.
2.    Karaba, F., Novák, J.: Realizácia mostov na „R4 Košice – Milhosť“. In: Sborník, 17. mezinárodní sympozium MOSTY 2012, Brno, 2012.
3.    Kopčák, J., Semančík, M.: Mostné objekty na rýchlostnej ceste R4 Košice – Milhosť. In: Inžinierske stavby/Inženýrské stavby, 2012, č. 6.
4.    Špak, M.: Betóny na rýchlostnú cestu R4 Košice – Milhosť. In: Inžinierske stavby/Inženýrské stavby, 2011, č. 4.
5.    Karaba, F.: R4 Rýchlostná cesta Košice – Milhosť, SO 206 Most nad širokorozchodnou traťou. Skanska News.
6.    online: http://www.opd.sk/13246

TEXT: Ing. Matej Špak, PhD., Ing. Radek Novosad, Ing. František Karaba
FOTO: BetónRacio

Matej Špak je technológ v spoločnosti BetónRacio, s. r. o.

Radek Novosad je stavbyvedúci v spoločnosti ­Skanska, a. s.

František Karaba je senior projektový inžinier v spoločnosti Skanska, a. s., OZ Slovensko.

Článok bol uverejnený v časopise Inžinierske stavby/Inženýrské stavby.