Realizácia mostov z dodatočne predpätých prefabrikovaných nosníkov na stavbe D3 Svrčinovec Skalité

Navrhovaná stavba v úseku Svrčinovec – Skalité je v Slovenskej republike súčasťou diaľničného ťahu D3 Žilina (Hričovské Podhradie) – Skalité – štátna hranica SR/PR. Po dobudovaní bude tento diaľničný ťah zároveň súčasťou medzinárodnej európskej cesty E 75. Geologická stavba v predmetnom území je pre túto náročnú líniovú stavbu veľmi nepriaznivá a pri výstavbe si vyžiadala mimoriadne náročné technické opatrenia. Hlboké priečne údolia si vyžiadali zase návrh niektorých pomerne náročných mostných objektov.

Jednou z technológií používaných pri výstavbe mostov na tejto stavbe je použitie jednonosníkového zavážacieho mosta vo vlastníctve VÁHOSTAV-SK, ktorý je schopný ukladať predpäté tyčové prefabrikáty na priečniky v záhlaví pilierov bez použitia autožeriavov. Výhodou tohto zariadenia je schopnosť prekonať vysoké údolia, limitujúcim faktorom je však vzdialenosť podpier jednotlivých polí. S použitím tejto technológie sa na stavbe realizovali  tri  mostné objekty – SO 239, 247 a 250.  Prvý v poradí sa na stavbe D3 Svrčinovec – Skalité realizoval objekt SO 250, ktorý sa nachádza v katastri obce Skalité. Mostný objekt prevádza diaľnicu v polovičnom profile cez údolie bezmenného potoka a preložku poľnej cesty.

Obr. 1 Schematický pozdĺžny rez SO 247

Nosná konštrukcia mosta je navrhnutá ako sedempoľový spojitý nosník. Dĺžka mosta v osi D3 je 270,50 m, šírka NK je 14,04 m vrátane monolitického žľabu pri jej pravom okraji, výška mosta je 26,9 m. Ako druhý v poradí sa realizoval objekt SO 247. Obdobne ako pri prvom moste aj v tomto prípade objekt prevádza diaľnicu nad údolím a poľnými cestami v km 30,633. Nosná konštrukcia mosta je navrhnutá ako päťpoľová spojitá konštrukcia. Dĺžka mosta v osi je 218,1 m, výška mosta je 35,0 m. Následne sa pokračovalo vo výstavbe tretieho mosta SO 239 v katastri obce Svrčinovec, ktorý je navrhnutý ako päťpoľová spojitá konštrukcia. Dĺžka mosta v osi je 192,2 m, výška 25,2 m.

Obr. 2 Schematický priečny rez SO 247

Spodná stavba mostných objektov

Stavebné objekty sú situované v pomerne strmých údoliach, preto bolo pri realizácii nevyhnutné zaistiť časť stavebných jám zemnými klincami v kombinácii so striekaným betónom. Na samotné zakladanie podpier sa použili najmä veľkopriemerové vŕtané pilóty s priemerom 900 cm a max. dĺžkou 13 m s cieľom dostať sa pod zvetranú vrstvu ílovcov a pieskovcov na únosné podložie. Pred samotným začatím zakladania však bolo na zabezpečenie celkovej stability územia nevyhnutné vykonať sanácie a odvodnenie územia.

Najdôležitejším prvkom spodnej stavby sú piliere, ktoré sa optimalizovali do tvaru dvojice osemuholníkov pevne votknutých do základov. Na elimináciu potreby ložísk z dôvodu budúceho zložitého prístupu k nim (pre výšku piliera) sa zvolil systém uloženia NK, pri ktorom je táto konštrukcia uložená na oporách prostredníctvom dvojice ložísk a na pilieroch prostredníctvom vrubových kĺbov. Piliere sa realizovali pomocou šplhacieho systémového debnenia zloženého z betonárskych lávok ukotvených o driek piliera a plášťového debnenia, ktoré sa osádzalo po vyarmovaní jednotlivých taktov. Piliere sa budovali postupne v takte 5 m, v každej pracovnej škáre sa stykovalo 50 % zvislej výstuže a ďalších 50 % priebežnej výstuže. Vrubové kĺby sa zhotovovali zo zvislej stredovej výstuže v pracovnej škáre a dočasne sa blokovali počas výstavby okrajovými zvislými prútmi, ktoré sa v  čase potrebnom na aktiváciu kĺbu prerezali, ošetrili  antikoróznym náterom a vzniknutá škára sa vyplnila polyuretánovým tmelom.  

Obr. 3 Výstavba pilierov SO 247 pomocou šplhacieho debnenia

Horná stavba mostných objektov

Nosné konštrukcie spomenutých objektov tvorí železobetónová spriahnutá doska s prefabrikovanými nosníkmi. V pôvodnej dokumentácii DSP sa počítalo s 8 ks nosníkov v priečnom reze, vďaka spolupráci medzi zhotoviteľom a projektantom sa však podarilo inovovať nosníky VPH-PTMN od výrobcu VÁHOSTAV-SK-PREFA pomocou doplnenia predpätia tak, aby sa v priečnom reze dosiahol počet 7 ks a zároveň sa dosiahla maximálna dĺžka jedného nosníka (hmotnosť takmer 75 ton) 43 m. Nosníky majú tvar písmena I s výškou 2,1 m, šírka spodnej príruby je 0,80 m, hrúbka stojiny 0,20 m a šírka hornej príruby 1,10 m. Na okrajoch hornej príruby nosníkov sa vytvorili kapsy na osadenie debniacich filigránových dosiek.

Nosníky z výrobne sa dopravovali na stavbu po jednotlivých segmentoch (vzhľadom na hmotnosť nosníka 75 t nebola doprava v jednom kuse možná), pričom spínanie jednotlivých segmentov nosníka prebiehalo na pripravených plochách. Po zopnutí segmentov a zainjektovaní predpínacích káblov sa nosníky pripravili na montáž. Na vybudovaný úložný priečnik sa ukladali pomocou zavážacieho mosta. Zárodky priečnikov sa mohli zaťažovať prednou nohou zavážacieho zariadenia po dosiahnutí 28-dňovej pevnosti betónu zárodku. Horný povrch nosných konštrukcií tvorí spriahajúca doska s hrúbkou približne 250 mm. Horný povrch dosiek má jednostranný priečny sklon 2,5 % s protispádom 4,0 % pri pravom okraji mostovky. Priečny sklon horného povrchu dosky SO 250 je 2,5 % smerom k monolitickému odvodňovaciemu žľabu, ktorý je dodatočne vybetónovaný. Pre minimálny počiatočný pozdĺžny spád SO 250 (0,06 %) a zachovanie celkovej estetiky mosta sa ponechal konštantný vonkajší tvar žľabu k mostovke a potrebný spád v žľabe sa dosiahol úpravou hrúbky dna.

Obr. 4 Pohľad na SO 250 budovanie samonosných priečnikov bez  podpornej skruže

Vzhľadom na pomerne vysoké piliere (miestami s dĺžkou až okolo 25 m) sa pri úložných priečnikoch zvolil tvar obráteného T s výškou 2,7 m a šírkou 2,5 m. Staticky sa priečnik navrhol tak, aby bol samonosný, čím sa odstránilo jeho podoprenie počas samotného ukladania nosníkov a realizácie spriahnutej dosky. Výstavba priečnikov sa realizovala bez použitia podporného systému spojeného zo zemou. Na podoprenie priečnikov sa použili dočasné konzoly,  ktoré boli prichytené k pilierom pomocou vysokopevnostných tyčí. 

Táto zmena zefektívnila výstavbu samonosných  priečnikov od výšky 10 m,  takže odpadla jedna z hlavných nákladových činností, ktoré sa dosiaľ realizovali, a to výstavba podporného lešenia a práce s tým spojené – napríklad výmena podložia, vybudovanie panelových plôch, doprava atď. Technológia výstavby si vyžadovala realizáciu priečnikov v dvoch etapách. Najskôr sa vybetónovali zárodky priečnikov, na ktoré sa pri montáži položili nosníky. V druhej fáze sa spoločne so spriahajúcou doskou vybetónovala zvyšná časť priečnika, ktorá zabezpečila spojenie priečnikov s nosníkmi.

Zefektívnením výstavby sa dosiahol 21-dňový cyklus na výstavbu jedného poľa nosnej konštrukcie. Technicky sa vyriešil  aj postup betonáže a umiestnenie pracovných škár v doske. V každom poli dosky bola len jedna pracovná škára, a to vo vzdialenosti 3,5 až 6 m od priečnika tak, aby zavážacie zariadenie bolo schopné vziať nosník z prepravného ťahača a presunúť ho do náprotivného poľa na miesto určenia. Výstuž spriahajúcej dosky v mieste nosníkov mimo priečnikov sa po doplňujúcom statickom posúdení zredukovala.

Obr. 5 Zavážanie nosníkov pre SO 250 v druhom poli

Záver

V súčasnosti prebieha na stavebných objektoch realizácia príslušenstva mostov. Aj vďaka zvolenej technológii sa dosiahol výnimočne rovinatý povrch mostovky v zmysle stavbárskych noriem a technicko-kvalitatívnych požiadaviek objednávateľa. Po niekoľkoročnej praxi vo výstavbe mostov z tyčových prefabrikátov (napríklad SO 207 na D1 Sverepec – Vrtižer, SO 207, 208, 219, 220, 225, 227 na D1 Dubná Skala – Turany) sa dosiahlo vypracovanie tejto technológie do vysokej efektívnosti, a to nielen technickej, ale aj ekonomickej, preto s ňou treba určite počítať aj do budúcnosti.

TEXT: Peter Fuček, Ing. Radoslav Jaroš,
Mgr. Ľubomír Oslovič
FOTO A OBRÁZKY: VÁHOSTAV-SK, a. s.,
Jozef Mravec

Peter Fuček, Radoslav Jaroš a Ľubomír Oslovič pracujú v spoločnosti ­VÁHOSTAV-SK, a. s.

Článok bol uverejnený v časopise Inžinierske stavby/Inženýrské stavby