Most budovaný technológiou vysúvania nosnej konštrukcie na stavbe D1

Diaľnica D1 v úseku Hričovské Podhradie – Lietavská Lúčka je súčasťou diaľnice D1 hranica ČR/SR – hranica SR/UR, ktorá patrí do medzinárodného ťahu E-50 (Paríž – Norimberg – Praha – Brno – Trenčín – Žilina – Košice – Užhorod. Účelom stavby je dobudovať základný ťah D1, ktorý je súčasťou celoštátnej cestnej siete. Po dobudovaní úsekov diaľnice Lietavská Lúčka – Višňové a Višňové – Dubná Skala dôjde k prepojeniu už vybudovanej diaľnice D1 v smere sever – juh s jej trasovaním v smere západ – východ.

Diaľnica D1 je v úseku Hričovské Podhradie – Lietavská Lúčka navrhnutá v celom úseku ako štvorpruhová, smerovo rozdelená, kategórie D 26,5/100 vo voľnej trati a kategórie 2T 8/100 v tuneloch. Celková dĺžka úseku diaľnice je 11,317 km.

Začiatok je v Dolnom Hričove v km 24,118, kde trasa nadväzuje na predchádzajúci úsek diaľnice D1 Sverepec – Hričovské Podhradie, ktorý je v súčasnosti už zrealizovaný. V tomto priestore bude umiestnená diaľničná križovatka diaľnice D1 s diaľnicou D3, ktorá je v úseku Dolný Hričov – Žilina (Strážov) už takisto zrealizovaná a je orientačne zakreslená v celkovej situácii stavby (obr. 1).

Obr. 1  Prehľadná situácia stavby

V priestore križovatky D1 s D3 je diaľnica D1 navrhnutá od km 24,118 na estakáde, ktorá križuje existujúcu diaľnicu, železničnú trať ŽSR Bratislava – Žilina, areál PD Agrofin a cestu I/18. Pracovný názov objektu je Estakáda na D1 v Dolnom Hričove v km 24,740. Estakáda pozostáva z dvoch súbežných mostov, pričom nosná konštrukcia každého z nich je rozdelená na dva dilatačné celky. Súčasťou estakády je aj napojenie na existujúcu vetvu V3 mosta 202–00 stavby D3. Dĺžka ľavého mosta je 854 m a pravého 838 m. Ide o 15-poľový most s maximálnym rozpätím poľa 68 m.

Z dôvodu minimalizovania obmedzenia dopravy na existujúcom premosťovanom úseku diaľnice, ako aj na trati ŽSR, sa už pri výstavbe úseku diaľnice Hričovské Podhradie – Žilina (Strážov) zrealizovali zárodky pilierov mostného objektu, ktoré sú v tesnej blízkosti sprevádzkovanej diaľnice a trate ŽSR.

Spodná stavba mosta

Spodnú stavbu mostného objektu tvoria krajné opory a medziľahlé podpery č. 2 až 15. Opory ľavého a pravého mosta č. 1 sú členené, založené hĺbkovo na veľkopriemerových pilótach. Opory č. 16 sú tvorené úložným prahom na cestnom násype založenom na veľkopriemerových pilótach.

Časti pilierov č. 3, 4 a 5 ľavého mosta a pilierov č. 2, 3, 4 pravého mosta objektu 201-10 sa realizovali ako súčasť výstavby diaľnice D3 Hričovské Podhradie – Žilina (Strážov). V rámci výstavby diaľnice D3 sa vybudovali základy a časti pilierov s výškou drieku 3,5 m (plný prierez na výšku 2,5 m, ďalší 1,0 m komorový) s ochranou výstuže betónovým blokom s výškou 2,05 m s krycou čiapkou. Šírka ich driekov je 6,0, resp. 8,0 m. Na lícnych stranách pilierov je pohľadová plocha s výrazným rastrom. Piliere majú pri plnom priereze konštantnú hrúbku 2,00 m, pri komorovom priereze majú v priečnom reze 2 komory so strednou deliacou stenou. Piliere majú osemuholníkový pôdorys pretiahnutého tvaru so skosením 1000/250 mm.

V rámci stavby Hričovské Podhradie – Lietavská Lúčka sa tieto piliere nadbetónovali nad existujúcu časť dvojicou šesťuholníkových pilierov so spodnou roznášacou železobetónovou stenou. Pri pilieroch s driekom so šírkou 6,0 m sa v hornej časti vybudovala architektonicky tvarovaná hlavica s betónovým tiahlom, ku ktorému sa osadí ochranné zábradlie pre možnosť prístupu pri kontrole pilierových ložísk. Pri pilieroch so šírkou 8,0 m sa v ich hornej časti vybuduje len tiahlo navrhnuté ako staveniskový prefabrikát, takisto však bude mať dobudované zábradlie na kontrolu polohy ložísk pri prehliadkach mosta.

K dobudovaniu týchto pilierov došlo počas dopravnej výluky na diaľnici D3 v mesiacoch september a október 2014. V prvej etape sa nadstavili piliere podpery 3L, 4L, 2P, 3P okolo zemného telesa D3 a 5L a 4P pri trati ŽSR.

Novobudovaný pilier 2L je tvarovo rovnaký ako piliere 2P a 3L. Ostatné medziľahlé piliere 5P, 6P–L až 15P–L pozostávajú zo základového bloku s obdĺžnikovým pôdorysom 9,0 × 12,0 m s výškou 2,0 m a dvoch stĺpov s osemuholníkovým tvarom 2,6 × 2,2 m s priečľou. Stykové piliere 10L,P budú mať hlavicu, na ktorú sa uloží nosná konštrukcia DC1 a DC2.

Pilier 11L má spoločný základ aj pre vetvu V3, základ má obdĺžnikový pôdorys 9,0 × 20,0 m s výškou 2,0 m.
Súčasťou mostného objektu je aj oporný múr pred oporou 16, ktorý rieši vytvorenie násypového cestného telesa a súčasne mostného krídla. Múr je navrhnutý z betónových pohľadových prefabrikátov s horizontálnou geosyntetickou výstužou. Múr je jednostupňový so sklonom líca 90°.

Na spodnej stavbe sa použili tieto materiály:
Základové bloky pilierov: C25/30 – XA1, XC2, XF1 (SK) – Cl 0,2 – Dmax16
Stojky pilierov z betónu: C35/45 – XC4, XD1, XF2 (SK) – Cl 0,2 – Dmax16
Podložiskové bloky z betónu: C35/45 – XC4, XD1, XF2 (SK) – Cl 0,2 – Dmax16 (spresní sa podľa veľkosti ložiska)
Oceľ: B500B

Obr. 2  Priečny rez, dilatačný celok 1    Obr. 3  Priečny rez, dilatačný celok 2

Nosná konštrukcia mosta

Nosná konštrukcia dilatačných celkov 1 a 2 je navrhnutá ako spojitý predpätý priamopásový nosník s jednokomorovým priečnym rezom.

Ľavý most

• dilatačný celok 1: 37,1 + 54,0 + 2 × 68,0 + 60,0 + 3 × 58,0 + 47,0 m
• dilatačný celok 2: 46,0 + 3 × 58,0 + 62,0 + 45,0 m.

Šírka nosnej konštrukcie ľavého mosta je pre dilatačný celok 1 konštantná 13,750 m. Pre dilatačný celok 2 je premenná v dôsledku odbočujúcej vetvy V3 a mení sa aj tvar z jednokomorového priečneho rezu na dvojkomorový. Táto zmena priečneho rezu sa realizuje v prvom a druhom poli, v úseku s odbočovacím pruhom na vetvu V3 je šírka nosnej konštrukcie 15,100 m a v treťom až štvrtom poli sa šírka kontinuálne mení na 13,750 m.

Pravý most

Pozostáva z 2 dilatačných celkov s rozpätiami polí:

• dilatačný celok 1: 48,0 + 2 × 68,0 + 60,0 + 4 × 58,0 + 47,0 m
• dilatačný celok 2: 37,0 + 51 + 2 × 50,0 + 62,0 + 47,0 m.

Šírka nosnej konštrukcie pravého mosta sa mení v druhom a treťom poli z 15,250 m na 13,750 m, pri dilatačnom celku 2 je konštantná 13,750 m.

Priečny sklon nosnej konštrukcie je jednostranný 2,5 % na oboch mostoch.

Dilatačný celok 2 ľavého mosta plynulo nadväzuje na most tvoriaci vetvu V3. Priečny rez je komorový a napája sa na priečny rez mosta ležiaceho na vetve V3. Výška pripojovacej vetvy sa mení z 2,470 m až na 3,100 m. Priečny sklon nosnej konštrukcie je jednostranný 2,5 %.

Obr. 4  Pozdĺžny rez, dilatačný celok 1

Obr. 5  Pozdĺžny rez, dilatačný celok 2

DC1

Nosná konštrukcia dilatačných celkov 1 je navrhnutá ako spojitý predpätý priamopásový nosník s jednokomorovým priečnym rezom, so zvislými trámami a premennou výškou v osi komory.

Šírka komory je 8,0 m. Výška nosnej konštrukcie sa mení v pozdĺžnom smere mosta od 3,854 m až po 4,507 m v osi komory. Spodná aj horná doska, ako aj trámy majú premennú hrúbku, ktorá sa rieši zmenou rezu skokom.

Na podperách je nosná konštrukcia uložená na dvojicu hrncových ložísk. Pevné uloženie je navrhnuté na podpere č. 6. Nosná konštrukcia sa bude budovať jej postupným vysúvaním.

Do čela krajného priečnika sa ukotví oceľový výsuvný nos s dĺžkou 39,0 m s osovou vzdialenosťou nosníkov 6,90 m. Na ukotvenie nosa je navrhnutý kotevný blok. Kotvenie nosa sa zabezpečí sústavou zvislých a vodorovných predpínacích tyčí Φ36WR.

Materiály a povrchové úpravy
Nosná konštrukcia: C45/55
Predpínacia výstuž: káble z 19 lán VSL 15,7/1860/1640
Voľná predpínacia výstuž: káble z 27 lán VSL 15,7/1860/1640 v HDPE rúre so zainjektovaním
Predpínacie tyče: Y-1050-36
Oceľ: betonárska výstuž B – 500B

Obr. 6  Rez A-A, pilier 3L

DC2

Výška nosnej konštrukcie je v pozdĺžnom smere mosta konštantná 3,1 m, spodná doska komôrky má šírku 6,5 m. Spodná aj horná doska, ako aj trámy majú premennú hrúbku, ktorá sa rieši plynulou zmenou pomocou nábehov.
Na podperách je nosná konštrukcia uložená na dvojicu hrncových ložísk. Pevné uloženie je navrhnuté na podpere č. 13. Nosná konštrukcia sa bude budovať na podpernej skruži systémom pole – konzola. Postup betonáže nosnej konštrukcie je navrhnutý v 6 etapách ako pole plus konzola.

Materiály a povrchové úpravy
Nosná konštrukcia: C35/45
Predpínacia výstuž: káble z 12 a 19 lán VSL 15,7/1860/1640
Oceľ: betonárska výstuž B – 500B

Výstavba mostného objektu

Výstavba nosnej konštrukcie je kombináciou technológie postupného vysúvania nosnej konštrukcie (DC1) a technológie budovania na podpornej skruži (DC2). Najskôr sa vybuduje ľavý most technológiou postupného vysúvania a následne sa vybuduje ľavý most na podpernej skruži. Pravý most sa bude budovať obdobným spôsobom ako ľavý most.

Pre potreby výsuvu nosnej konštrukcie mosta DC1 treba pred oporou 1 zriadiť výrobňu. Bude slúžiť na výstavbu jednotlivých taktov nosnej konštrukcie, ktoré sa budú vysúvať do definitívnej polohy. Ide o železobetónovú konštrukciu pozostávajúcu z pásov v tvare obráteného T priečne spojených priečľami. Súčasťou výrobne budú aj dočasné piliere, ktoré budú s výrobňou a oporou č. 1 spojené železobetónovými pásmi. Dočasné piliere a výrobňa sa založia plošne na štrkovom zhutnenom a konsolidovanom násype.

S ohľadom na výsledky geologického prieskumu a náročnosť technológie vysúvania na presnosť sa vykonal dodatočný geologický prieskum pomocou kopaných sond, ktorými sa overila výška vrstvy štrkov, a teda úroveň potrebnej výmeny podložia až na túto vrstvu. Z výsledkov prieskumu vyplynula potreba výmeny podložia v hrúbkach do 4,0 m z dôvodu minimalizovania sadania násypu pod výrobňou.

Vysúvanie nosnej konštrukcie sa bude realizovať pomocou hydraulického výsuvného systému. Konštrukcia sa bude budovať po jednotlivých taktoch s rôznymi dĺžkami vo výrobni pred oporou č. 1. Dĺžky taktov sú od 26 po 34 m, počet taktov je 17 pre pravý aj ľavý most. Po vysunutí celej časti konštrukcie sa zrealizuje sekundárne predpätie voľnými káblami. Nosná konštrukcia DC2 sa bude budovať na podpernej skruži v piatich etapách.

Objednávateľom stavby je Národná diaľničná spoločnosť, a. s., Bratislava. Stavbu realizuje združenie Ovčiarsko podľa zmluvných podmienok žltej knihy FIDIC. Zhotoviteľom objektu je člen združenia Ovčiarsko, stavebná spoločnosť STRABAG s. r. o., Bratislava.

Spoločnosť STRABAG s. r. o., začala prípravu daného objektu v spolupráci s projekčnou spoločnosťou Dopravoprojekt, a. s., a s renomovanými spoločnosťami v oblasti predpínacích a debniacich systémov, samotný koncern sa zúčastnil prípravy už začiatkom roka 2014. Na základe tejto konštruktívnej spolupráce sa so zreteľom na finančné a technické riešenie dospelo k optimálnemu riešeniu budovania mostného objektu z pohľadu zhotoviteľa, a to kombináciou postupného vysúvania nosnej konštrukcie, ktorá minimalizuje vplyvy počas výstavby na premávku premosťovanej diaľnice, ako i železničnej dopravy, a technológiou budovania na podpornej skruži. Ďalším kritériom výberu týchto technológií boli aj odborné skúsenosti realizačného tímu.

Pri voľbe technológie postupného vysúvania nosnej konštrukcie bolo treba zohľadniť výškové vedenie diaľnice v mieste mosta, ktoré má v stúpaní a v dvoch oblúkoch polomer 10 000 m, čo pri tejto technológii budovania konštrukcie nie je práve ideálne. Z tohto dôvodu bolo treba upraviť krivosť spodnej hrany konštrukcie do konštantného výškového oblúku s polomerom 17 493 m. Veľkosť oblúka a jeho smerovanie sa zvolili tak, aby najlepšie vystihli potreby výškovej premenlivosti konštrukcie vzhľadom na rôzne rozpätia mosta, a to tak pre definitívny stav, ako aj pre montážne stavy počas vysúvania konštrukcie. Smerovo má trasa diaľnice v mieste mosta v oblúku polomer 1 750 m. Použitie technológie vysúvania monolitickej betónovej konštrukcie bez dočasných podpôr je pri maximálnej dĺžke poľa 68,0 m výnimočné.

Mostný objekt je vo výstavbe od začiatku septembra 2014. V súčasnosti sú práce na spodnej stavbe pred dokončením. Na DC1 prebieha montáž technológie výsuvu a na DC2 realizácia podpornej konštrukcie v mieste kríženia objektu s cestou I/18.

Práce na spodnej stavbe DC1 sa uskutočnili za čiastočného obmedzenia premávky na premosťovanej diaľnici a bez obmedzenia na železničnej trati ŽSR.
Predpokladaný začiatok výsuvu konštrukcie ľavého mosta je plánovaný na mesiac jún 2015. Výsuv posledného taktu pravého mosta na september 2016.

Záver

Vybudovaním tohto úseku, ako aj celého diaľničného ťahu D1 sa skvalitnia podmienky pre medzinárodnú a vnútroštátnu dopravu, zvýši sa plynulosť, rýchlosť a bezpečnosť cestnej premávky. Po ukončení výstavby úseku diaľnice D1 sa vytvoria podmienky na podstatné odľahčenie dopravy na cestách I/18 a I/64, čím sa prispeje k vytvoreniu lepších životných podmienok v Dolnom Hričove a predovšetkým v meste Žilina.

TEXT: Ing. Ladislav Chudík, Ing. Bystrík Ižold, Ing. Ján Goliáš, Ing. Adrián Chalupec, Ing. Ján Kročka
FOTO: STRABAG s. r. o.

Ladislav Chudík je vedúci prevádzkovej jednotky Mosty v spoločnosti STRABAG s. r. o., ktorá je zhotoviteľom mostnej estakády. Bystrík Ižold je stavbyvedúcim v spoločnosti STRABAG s. r. o. Ján Goliáš je stavbyvedúcim v spoločnosti STRABAG s. r. o. na tomto mostnom objekte. Adrián Chalupec a Ján Kročka sú projektanti v spoločnosti DOPRAVOPROJEKT, a. s., ktorá je lídrom projektového tímu stavby a realizuje projekt tohto mostného objektu.

Článok bol uverejnený v časopise Inžinierske stavby/Inženýrské stavby