Problematika ruลพรญnskych rรกmovรฝch mostov
Vodnรฉ dielo Ruลพรญn bolo vybudovanรฉ v rokoch 1962 aลพ 1972 a vyลพiadalo si novรฉ usporiadanie cestnej siete v tejto lokalite, a tรฝm aj realizรกciu viacerรฝch premostenรญ ponad vodnรบ plochu nรกdrลพe. Tieto mosty sa budovali v rokoch 1964 aลพ 1969, eลกte pred napustenรญm priehrady.
Naลกa spoloฤnosลฅ DOPRAVOPROJEKT, a. s., mala prรญleลพitosลฅ navrhnรบลฅ rekonลกtrukciu dvoch z nich, a to mosta pri Koลกickรฝch Hรกmroch a mosta pri Margecanoch. Oba boli navrhnutรฉ ako rรกmovรฉ, budovanรฉ technolรณgiou letmej montรกลพe a zรกroveล veฤพmi citlivo vsadenรฉ do danรฉho prostredia. Na svoju dobu boli veฤพmi inovatรญvne, a to aj vzhฤพadom na technolรณgiu ich vรฝstavby.
Dnes sรบ v prevรกdzke uลพ viac ako 50 rokov a objavujรบ sa na nich viacerรฉ vรกลพne poruchy ako nadmernรฉ deformรกcie, trhliny, degradรกcia predpรคtia a pod. Tieto poruchy majรบ svoj pรดvod predovลกetkรฝm v kvalite realizaฤnรฝch prรกc, a to najmรค v nรญzkej ochrane predpรญnacej vรฝstuลพe. ฤlรกnok sa venuje zistenรฝm poruchรกm na uvedenรฝch mostoch, ich prรญฤinรกm a navrhovanรฝm opatreniach na ich odstrรกnenie.
Pรดvodnรฝ most pri Koลกickรฝch Hรกmroch
Most bol postavenรฝ v roku 1967. Mostnรฝ objekt tvorรญ rรกmovรก dvojkomorovรก konลกtrukcia s posuvnรฝm kฤบbom uprostred strednรฉho poฤพa. Rozpรคtie polรญ je 38,5 + 77,0 + 38,5 m. Na moste je asfaltovรก vozovka so ลกรญrkou 7,50 m a s obojstrannรฝmi chodnรญkmi so ลกรญrkou 1,25 m. Celkovรก ลกรญrka mosta je 10,54 m a celkovรก dฤบลพka mosta 154,80 m.
V prieฤnom smere tvoria nosnรบ konลกtrukciu dva samostatnรฉ komorovรฉ nosnรญky s premennou vรฝลกkou 1,4 โ 4,0 m. Komorovรฉ nosnรญky sรบ navzรกjom spojenรฉ prefabrikovanรฝmi rebrovanรฝmi doskami. Nosnรก konลกtrukcia bola letmo montovanรก z prefabrikovanรฝch segmentov. Monolitickรฝ zรกrodok s dฤบลพkou 5,0 m bol votknutรฝ do podpier a symetricky sa na neho pripรกjali komorovรฉ segmenty s dฤบลพkami 3 ร 2,0 m; 2 ร 2,5 m a 8 ร 3,0 m.
Segmenty boli koncipovanรฉ tak, aby hmotnosลฅ kaลพdรฉho z nich nepresiahla 20 t. Segmenty sa pripรกjali pomocou predpรญnacรญch kรกblov. Kaลพdรฉ vahadlo bolo predopnutรฉ 39 kรกblami z patentovanรฝch drรดtov 24 โ 7,0 mm. Kรกble sa ukladali voฤพne do ลพฤพabov v hornej ฤasti komorovรฝch nosnรญkov, ktorรฉ sa po vybudovanรญ vahadiel zaliali betรณnom.
Dolnรฉ lanรก sa nachรกdzajรบ v spodnej doske komorovรฉho prierezu โ pri uloลพenรญ na opore a pri dilatรกcii v strede druhรฉho poฤพa. Spodnรบ stavbu tvoria dve krajnรฉ opory a dva medziฤพahlรฉ piliere. Krajnรฉ opory sรบ masรญvne gravitaฤnรฉ, ploลกne zaloลพenรฉ. Piliere sa skladajรบ z dvoch stojok so ลกtvorcovรฝm prierezom s rozmermi 2,4 ร 2,4 m a s vรฝลกkami 27 a 21,6 m. Piliere sรบ do nosnej konลกtrukcie votknutรฉ a sรบ zaloลพenรฉ ploลกne na odstupลovanom.
Zistenรฉ poruchy
Pre nadmernรบ deformรกciu v strede hlavnรฉho poฤพa, ktorรก sa namerala aลพ na รบrovni 210 mm, bol most v decembri 2017 uzatvorenรฝ. Urฤitรก miera deformรกcie sa oฤakรกvala ako vyplรฝvajรบca z prirodzenรฝch reologickรฝch javov.
Deformรกcia za mierou reolรณgie sa vลกak uลพ prisรบdila degradujรบcej predpรญnacej vรฝstuลพi. Analรฝza sa realizovala na vรฝpoฤtovom modeli, kde sa porovnรกvali vรฝpoฤtovรฉ deformรกcie s nameranรฝmi. Z tรฝchto porovnรกvanรญ sa stanovila รบฤinnosลฅ predpรคtia na รบrovni 68 %. Za zlรฝm stavom predpรคtia sa podpรญsala nedostatoฤnรก ochrana predpรญnacรญch kรกblov, ktorรบ tvorรญ zรกlievka betรณnovรฝch kรกblov a izolรกcia mostovky.
Pri rekonลกtrukcii mosta a nรกslednej podrobnej diagnostike bola odhalenรก nekvalitne zrealizovanรก izolรกcia mostovky s nenatavenรฝmi kusmi, zistili sa kaverny v zรกlievke predpรญnacej vรฝstuลพe a potvrdil veฤพmi premenlivรฝ stav predpรญnacej vรฝstuลพe. Diagnostika stanovila priemernรฉ tlakovรฉ pevnosti betรณnov segmentov na 51,20 MPa, zรกrodkov na 45,10 MPa a drieku pilierov na 32,80 MPa
Rekonลกtrukcia mosta pri Koลกickรฝch Hรกmroch
Stanovenie zostatkovej รบฤinnosti predpรคtia a pevnosti betรณnov sa vyuลพilo pri nรกvrhu rekonลกtrukcie mosta, ktorรก spoฤรญvala primรกrne v zmene statickรฉho systรฉmu, a to zmonolitnenรญm stredovรฉho kฤบbu a vnesenรญm dodatoฤnรฉho predpรคtia.
Zmonolitnenรญm doลกlo k zvรฝลกeniu tuhosti strednรฉho poฤพa a zรกroveล k znรญลพeniu odozvy na dodatoฤne vnesenรฉ zaลฅaลพenia, preto sa fixรกcia konลกtrukcie na zmenenรฝ statickรฝ systรฉm realizovala na odฤพahฤenej konลกtrukcii o mostnรฝ zvrลกok.
Pred samotnรฝm zmonolitnenรญm doลกlo k roztlaฤeniu vahadiel nosnej konลกtrukcie, ฤรญm sa eliminovali รบฤinky dodatoฤnรฉho predpรคtia na podpery. Vnesenie dodatoฤnรฉho predpรคtia sa realizovalo prostrednรญctvom voฤพnej predpรญnacej vรฝstuลพe.
Predpรญnacie kรกble boli rozdelenรฉ do dvoch skupรญn โ prvรก skupina kรกblov pozostรกva zo 4 ks lรกn 15xLs15,7/1860 vedenรฝch priamo v hornej ฤasti dvojkomorovรฉho prierezu. Tieto kรกble dopฤบลajรบ รบฤinky pรดvodnรฉho predpรคtia vedenรฉho v ลพฤพabe.
Druhรก skupina kรกblov pozostรกva zo 4 ks deviovanรฝch lรกn 15xLs15,7/1860. V krajnรฝch poliach sรบ kรกble deviovanรฉ k spodnรฝm doskรกm dvojkomorovรฉho nosnรญka prostrednรญctvom vybudovanรฝch betรณnovรฝch deviรกtorov, ktorรฉ boli vybudovanรฉ v miestach pรดvodnรฝch stuลพujรบcich prieฤnikov. Nad podperami sรบ kรกble zdvรญhanรฉ k hornรฝm doskรกm dvojkomorovรฉho nosnรญka prostrednรญctvom pรดvodnรฝch nadpodperovรฝch prieฤnikov, ktorรฉ boli zosilnenรฉ z pรดvodnรฝch 0,3 na 0,5 m.
V strednom poli vychรกdzajรบ kรกble z dvojkomorovรฉho nosnรญka a sรบ deviovanรฉ prostrednรญctvom oceฤพovรฝch deviรกtorov umiestnenรฝch v tretine rozpรคtia pod NK. Deviovanรฉ kรกble vykrรฝvajรบ รบฤinky dopravnรฉho zaลฅaลพenia a zniลพujรบ ลกmykovรฉ namรกhanie konลกtrukcie zdvihovรฝmi รบฤinkami. Obidve skupiny kรกblov sรบ vedenรฉ kontinuรกlne cez celรบ NK a sรบ kotvenรฉ v zosilnenรฝch koncovรฝch prieฤnikoch, odkiaฤพ sa realizovalo aj samotnรฉ predpรญnanie. Hodnota napรคtia predpรญnacรญch lรกn bola stanovenรก na รบrovni 1 200 MPa.
Kรกble sรบ vedenรฉ a chrรกnenรฉ v HDPE kanรกlikoch โ 110 ร 5,3 mm, vyplnenรฝch injektรกลพnou maltou. Na krajnรฝch oporรกch sa zrealizovala vรฝmena kyvnรฝch ลพelezobetรณnovรฝch stien za hrncovรฉ loลพiskรก. Dvojkomorovรฝ nosnรญk bol na kaลพdej opore podopretรฝ dvomi kyvnรฝmi stenami, ktorรฉ sa nahradili ลกtyrmi hrncovรฝmi loลพiskami. Nosnรก konลกtrukcia bola poฤas bรบrania kyvnรฝch stojok a nรกslednรฉho budovania รบloลพnรฝch blokov pod loลพiskami stabilizovanรก tromi lismi, uloลพenรฝmi na doฤasnej konลกtrukcii z oceฤพovรฝch profilov.
Mostnรฝ zvrลกok bol navrhnutรฝ tak, aby spฤบลal poลพiadavky na ลกรญrkovรฉ usporiadanie, ale zรกroveล nepriลฅaลพoval nosnรบ konลกtrukciu. Vรฝmena mostnรฉho zvrลกku pozostรกvala z vybudovania spรกdovej (betรณnovej) vrstvy, odvodลovacieho a izolaฤnรฉho systรฉmu, chodnรญkovรฝch dosiek, bezpeฤnostnรฝch zariadenรญ, vozovky a mostnรฝch zรกverov. Realizรกcia rekonลกtrukcie prebiehala v roku 2017 a trvala 5 mesiacov. Vลกetky vstupnรฉ predpoklady, ako aj koncepcia nรกvrhu rekonลกtrukcie, boli podrobenรฉ zaลฅaลพovacej skรบลกke, ktorรก potvrdila spoฤพahlivรฉ fungovanie mosta.
Pรดvodnรฝ most pri Margecanoch
Pri Margecanoch sa nachรกdza podobnรฝ most ako pri Koลกickรฝch Hรกmroch, postavenรฝ v rovnakom obdobรญ. Obidva mosty sรบ tvorenรฉ rรกmovou dvojkomorovou konลกtrukciou s posuvnรฝm kฤบbom uprostred strednรฉho poฤพa. Rozpรคtie polรญ je 30,0 + 60,0 + 30,0 m. Na moste je asfaltovรก vozovka so ลกรญrkou 8,50 m a s obojstrannรฝmi chodnรญkmi so ลกรญrkou
1,25 m. Celkovรก ลกรญrka mosta je 11,54 m, celkovรก dฤบลพka 129,60 m. Most v Margecanoch mรก vzhฤพadom na menลกie rozpรคtie polรญ v porovnanรญ s mostom v Koลกickรฝch Hรกmroch niลพลกiu nosnรบ konลกtrukciu v mieste nรกbehu, a to 3,03 m. V prieฤnom smere je NK rieลกenรก rovnako.
Nosnรก konลกtrukcia bola rovnako letmo montovanรก z prefabrikovanรฝch segmentov. Monolitickรฝ zรกrodok s dฤบลพkou 5,0 m bol votknutรฝ do podpier a symetricky sa na neho pripรกjali komorovรฉ segmenty s dฤบลพkami 1 ร 2,5 m a 8 ร 3,0 m. Segmenty boli pripรกjanรฉ pomocou predpรญnacรญch kรกblov. Kaลพdรฉ vahadlo bolo predopnutรฉ 34 kรกblami z patentovanรฝch drรดtov 24 โ 7,0 mm.
Krajnรฉ opory tvoria รบloลพnรฉ prahy prepojenรฉ s masรญvnymi zรกkladovรฝmi pรกsmi ลกtvorcov zvislรฝch a ลกikmรฝch stฤบpov. Piliere sa skladajรบ z dvoch stojok so ลกtvorcovรฝm prierezom srozmermi 2,4 ร 2,2 m a s vรฝลกkami 13,3 a 14,0 m. Piliere sรบ do nosnej konลกtrukcie votknutรฉ a sรบ zaloลพenรฉ ploลกne na odstupลovanom zรกkladovom pรกse s rozmermi 5,4 ร 12,0 m.
Zistenรฉ poruchy
Stavebnotechnickรฝ stav mosta je hodnotenรฝ stupลom VI., tzn. ako veฤพmi zlรฝ. Na kotvรกch predpรญnacรญch kรกblov sรบ inkrustรกcie spรดsobenรฉ vytekajรบcou vodou z kotvy. Pravdepodobne je poruลกenรก izolรกcia mostovky a voda je v priamom kontakte s predpรญnacรญmi kรกblami uloลพenรฝmi v hornom ลพฤพabe.
Diagnostika mosta stanovila รบฤinnosลฅ predpรคtia na รบrovni 85 %, nรกsledne sa znรญลพila normรกlna zaลฅaลพiteฤพnosลฅ mosta na 15 t a vรฝhradnรก na 60 t. Diagnostika stanovila priemernรฉ tlakovรฉ pevnosti betรณnov segmentov na 57,80 MPa, zรกrodkov na 46,57 MPa a drieku pilierov na 37,40 MPa.
Rekonลกtrukcia mosta pri Margecanoch
Poruchy mosta pri Margecanoch sรบ podobnรฉ ako poruchy mosta pri Koลกickรฝch Hรกmroch, preto bolo moลพnรฉ vyuลพiลฅ skรบsenosti z predoลกlej rekonลกtrukcie mosta. Koncept rekonลกtrukcie je podobnรฝ โ zmenou statickรฉho systรฉmu zmonolitnenรญm kฤบbu a vnesenรญm dodatoฤnรฉho predpรคtia pomocou externej predpรญnacej vรฝstuลพe.
Vzhฤพadom na to, ลพe v Margecanoch je dรดleลพitรฝ ลพelezniฤnรฝ uzol pre danรฝ regiรณn a uzatvorenie mosta by si vyลพadovalo rozsiahle obchรกdzky, poลพadoval investor rieลกiลฅ rekonลกtrukciu mosta pri ฤiastoฤnom obmedzenรญ premรกvky s minimalizovanรญm รบplnรฉho uzavretia mosta.
Preto bolo potrebnรฉ vyrieลกiลฅ zmenu statickรฉho systรฉmu a nรกslednรฉ doplnenie predpรญnacej vรฝstuลพe pri minimรกlnej uzรกvere mosta. Navrhnutรฝ postup sa dรก rozdeliลฅ do troch zรกsadnรฝch etรกp. V I. etape sa zrealizujรบ vลกetky stavebnรฉ รบkony potrebnรฉ na zmenu statickรฉho systรฉmu pri ฤiastoฤnom obmedzenรญ premรกvky, keฤ bude doprava riadenรก v jednom jazdnom pruhu.
Vyfrรฉzuje sa obrusnรก vrstva, odstrรกnia sa prechodovรฉ oblasti so zรกvernรฝmi mรบrikmi a vybรบra sa priestor stredovรฉho kฤบbu. Doprava na most bude viesลฅ doฤasnรฝmi premosteniami ponad odstrรกnenรฉ prechodovรฉ oblasti a stredovรฝ kฤบb. Zrealizuje sa zosilnenie krajnรฝch a nadpodperovรฝch prieฤnikov, vybudujรบ sa betรณnovรฉ deviรกtory v prvom a treลฅom poli v mieste jestvujรบcich prieฤnikov, osadia sa oceฤพovรฉ deviรกtory v druhom poli a takisto sa osadรญ externรก predpรญnacia vรฝstuลพ.
Externรฉ predpรคtie bude pozostรกvaลฅ zo 4 ks priamych lรกn vedenรฝch v hornej ฤasti komรดrky a zo 4 ks deviovanรฝch lรกn. Lanรก budรบ viesลฅ kontinuรกlne cez celรบ NK a budรบ kotvenรฉ v zosilnenรฝch koncovรฝch prieฤnikoch. V stredovom kฤบbe sa pripravia vลกetky prรกce na zmonolitnenie, osadรญ sa betonรกrska vรฝstuลพ a predpรญnacie tyฤe.
V II. etape sa zrealizuje zmena statickรฉho systรฉmu a predopnutie predpรญnacej vรฝstuลพe pri รบplnom vylรบฤenรญ dopravy. Stredovรฝ kฤบb sa zabetรณnuje betรณnom s rรฝchlym nรกstupom pevnosti. Po nadobudnutรญ 80 % pevnosti betรณnu sa predpรญnacie lanรก 12xLs15,7/1860 napnรบ na napรคtie 1 200 MPa. Doba vรฝluky by nemala trvaลฅ viac ako 5 pracovnรฝch dnรญ.
V III. etape sa zrealizuje vรฝmena mostnรฉho zvrลกku pri ฤiastoฤnom obmedzenรญ premรกvky. Doprava bude riadenรก v jednom jazdnom pruhu a novรฝ mostnรฝ zvrลกok sa bude realizovaลฅ po poloviciach. Vรฝmena mostnรฉho zvrลกku pozostรกva z vybudovania spรกdovej vrstvy, odvodลovacieho a izolaฤnรฉho systรฉmu, chodnรญkovรฝch dosiek, bezpeฤnostnรฝch zariadenรญ, vozovky a z mostnรฝch zรกverov
Zรกver
Na prรญkladoch tรฝchto dvoch mostov, ale aj inรฝch mostov na Slovensku budovanรฝch technolรณgiou letmej betonรกลพe, je moลพnรฉ pozorovaลฅ istรฉ systรฉmovรฉ nedostatky. Ide najmรค o ochranu predpรญnacej vรฝstuลพe, ako problematickรฉ sa ukazuje aj pouลพite kฤบbu v strede mosta.
Ako efektรญvne rieลกenie sanรกcie tรฝchto mostov sa ukazuje pouลพitie externej predpรญnacej vรฝstuลพe a zmonolitnenie stredovรฉho kฤบbu. Takรฝmto rieลกenรญm vieme predฤบลพiลฅ ลพivotnosลฅ mosta a vรฝrazne zvรฝลกiลฅ zaลฅaลพiteฤพnosลฅ na sรบฤasne platnรฉ normy, a to aj pri mostoch v havarijnom stave.
Autori pรดsobia v spoloฤnosti DOPRAVOPROJEKT, a. s.
ฤlรกnok bol publikovanรฝ v ฤasopise Inลพinierske stavby 06/2021.
Literatรบra:
1. DOPRAVOPROJEKT: Projektovรก dokumentรกcia Odstrรกnenie havarijnรฉho stavu mosta II/547 020 ponad VN Ruลพรญn, 2017.
2. DOPRAVOPROJEKT: Projektovรก dokumentรกcia Most M112 cez vodnรบ nรกdrลพ Ruลพรญn za obcou Margecany, 2021.
3. MORAVฤรK, M. a kol.: Diagnostika a statickรฉ posรบdenie mosta na ceste II/547, ponad VN Ruลพรญn, SvF ลฝU, ลฝilina, 2017.
4. TU SvF KE: Diagnostika mostnej konลกtrukcie II/546 Most cez vodnรบ nรกdrลพ Ruลพรญn za obcou Margecany IDM M112, 2017.
5. ConIS: Zaลฅaลพiteฤพnosลฅ mosta M112 cez vodnรบ nรกdrลพ Ruลพรญn za obcou Margecany, 2020