Most přes řeku Przemsza u města Chełmek (Polsko)

• Foto

KONCEPČNÍ A ARCHITEKTONICKÉ ŘEŠENÍ
Soutěžní projekt pro výběr zhotovitele stavby zpracovala polská projekční kancelář Promost Wisła. V rámci tohoto projektu byla nosná konstrukce koncipována v zásadě jako Langrův trám, tj. dolní mostovka ztužená obloukem. Mostovku přitom tvořily tři podélné trámy, jeden v ose silnice a dva na vnějších okrajích mostu. Svislé zatížení bylo do trámů přenášeno pomocí mostovkové desky podpírané v podélném směru příčníky vetknutými do trámů. Příčníky byly navrženy v místě závěsů, v půdorysu sledovaly šikmost mostu. Páteřní nosník byl zavěšen na oblouk pomocí dvanácti 22 lanových kabelů.

V rámci projekční přípravy před zahájením stavby byly zpracovány dva návrhy s alternativním uspořádáním nosné konstrukce.

První varianta vycházela z koncepce soutěžního projektu, viz obr. 2.

S ohledem na statické působení mostovky byly optimalizovány rozměry krajních trámů tak, aby odpovídaly jejich podílu na přenosu svislého zatížení. Příčníky byly navrženy jako kolmé k ose mostu a byla zmenšena jejich rozteč v podélném směru mostu ze 4 na 2 m, takže bylo možné výrazně zmenšit průřez příčníků a zredukovat tloušťku mostovkové desky, což ve výsledku vedlo ke snížení spotřeby materiálu. Byla také zmenšena výška průřezu oblouku. Jako alternativa k závěsům z předpínací výztuže byla nabídnuta možnost použití tyčových závěsů.

Jako druhá varianta byl předložen návrh nosné konstrukce s dvojicí ocelových oblouků umístěných na vnějších okrajích mostu, viz obr. 3. Zatížení z mostovky je v tomto případě přenášeno do oblouků prostřednictvím dvou trámů, které jsou zavěšeny na oblouky a fungují i jako táhlo pro přenos vodorovné obloukové síly. V prostoru mezi trámy je konstrukce vylehčená, tenká mostovková deska je v podélném směru podpírána příčníky vetknutými do podélných trámů. Mostovka je předepnutá pouze v podélném směru. Pro zavěšení mostovky na oblouk je možné použít tyčové nebo lanové závěsy. Z důvodu ztužení celého systému oblouky-mostovka a zmenšení dimenzí průřezu oblouků byly pro každý oblouk navrženy vzájemně se křížící závěsy ve dvou řadách s možnou alternativou spočívající v použití závěsů svislých, umístěných v jedné rovině.

Navzdory výhodám, které by bezpochyby přinesla konstrukce se dvěma vnějšími oblouky vlastníkovi mostu i motoristické veřejnosti, nepodařilo se tuto variantu díky zamítavému stanovisku příslušných orgánů dovést do realizace.

Stejně tak se nepodařilo prosadit změnu šikmého mostu ze soutěžní dokumentace na most kolmý.

STATICKÝ SYSTÉM A GEOMETRIE NOSNÉ KONSTRUKCE
Nosná konstrukce je na každé opěře uložena na trojici hrncových ložisek od firmy MeKano, viz obr. 4. Střední trám je pod patou oblouku na jednom konci osazen na pevné ložisko, na druhém konci na ložisko posuvné v podélném směru. Všechna ložiska podpírající krajní trámy jsou všesměrná. Vzhledem k šikmosti uložení není u dvou ložisek v protilehlých rozích zajištěna v mezním stavu dostatečná bezpečnost proti nadzdvižení. Systém uložení nosné konstrukce je proto doplněn o táhla přenášející tahovou reakci. Táhla jsou vytvořena pomocí tyčových závěsů s typizovanými koncovkami, jsou osazena v těsné blízkosti ložisek a uchycena do kotevních plechů zabetonovaných do opěry a nosné konstrukce.

V podélném směru nosná konstrukce působí jako prosté pole s rozpětím 60 m. Díky systému uložení je i v příčném směru omezen vznik napětí vyvolaných změnami teploty a působením reologických vlastností betonu.

Převážná část svislého zatížení je do ložisek a dále do opěr přenášena soustavou tvořenou středním trámem, závěsy a obloukem. Spojení středního nosníku a oblouku je v patách oblouku vytvořeno jako vzájemné vetknutí. Střední trám zároveň funguje jako táhlo pro přenos vodorovné obloukové síly. Krajní trámy plní především funkci ztužujících prvků na podélných okrajích mostovky.

Vzdálenost mezi konci pat oblouku činí 62,8 m, vzepětí oblouku je cca 11,3 m, viz obr. 5. Délka nosné konstrukce 65,4 m byla oproti soutěžní dokumentaci zvětšena tak, aby kapsy pro uložení kotev předpínacích kabelů ani kapsy pro zakotvení mostních závěrů nekolidovaly s patami oblouku. Tím bylo dosaženo podstatného zjednodušení při provádění nosné konstrukce a zároveň tato úprava umožnila zakončení středního trámu kolmo na osu mostu, což přispělo ke zlepšení celkového vzhledu konstrukce.

Šířka nosné konstrukce je 16,2 m, přičemž pro motorovou dopravu je na mostě vyčleněn prostor šířky 2 × 4,5 m, viz obr. 6.

Všechny trámy mají po délce mostu konstantní průřez. Krajní trámy šířky 2,4 m jsou vysoké 0,45 m na vnějším okraji, resp. 0,54 m na vnitřním okraji. Podhled krajních trámů je skloněný směrem ke středovému nosníku. Vnitřní trám má vodorovné dno

šířky 2,0 m a je vysoký 2,01 m. Stěny vnitřního trámu jsou skloněné, v části pod mostovkovou deskou směrem k vnějším okrajům mostu, v části nad mostovkovou deskou pak opačným směrem.

Příčníky šířky 0,4 m mají proměnnou výšku, která se pohybuje od 0,7 m v místě vetknutí do středového trámu do 0,3 m v místě napojení na krajní trámy.

Tloušťka mostovkové desky činí 0,25 m.

Průřez oblouku má tvar obdélníku šířky 1,5 m a výšky 0,9 m s podélným vybráním 0,4 × 0,08 m na svislých bočních plochách.

Směrově leží most v přímé. Niveleta převáděné silnice se v prostoru mostu nachází na konci vrcholového zakružovacího oblouku, takže podélný spád vozovky má proměnnou hodnotu a niveleta po celé délce mostu klesá.

KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ NOSNÉ KONSTRUKCE
V oblasti krajních opěr je nosná konstrukce zakončena koncovými příčníky kolmé délky 3,2 m, které slouží pro uložení konstrukce na ložiska, zakotvení kabelů podélného předpětí a osazení mostního závěru.

Velká pozornost byla věnována vzhledu konců mostu v místě napojení oblouku na horní část středního trámu. Přechod mezi horní plochou středního trámu a horní a dolní plochou průřezu oblouku tvoří válcová plocha, viz obr. 7. Pro tuto část konstrukce bylo použito atypické bednění, které bylo částečně prefabrikováno. Po zkušebním sestavení bednění ve výrobně byl geodeticky zaměřen jeho tvar a souřadnice byly transformovány do souřadnic skutečné polohy bednění na mostě. Na základě porovnání s projektovaným tvarem a polohou pat oblouku byla provedena úprava tvaru bednění a teprve poté bylo bednění vyexpedováno na stavbu.

Mostovka je v obou směrech předepnutá. Pro předpětí byl použit systém Freyssinet. V podélném směru jsou v každém bočním trámu vedeny dva 19 lanové kabely, v páteřním trámu čtyři 37 lanové kabely a v mostovkové desce celkem čtyři 7 lanové kabely. Kabely v trámech byly napnuty oboustranně, kabely v mostovkové desce byly napnuty pouze z jednoho konce nosné konstrukce. Příčné předpětí tvoří 5 lanové kabely uložené v plochých kanálcích, napnuté pouze z jednoho konce. V místě každého příčníku jsou umístěny tři příčné kabely.

Na oblouk je mostovka zavěšena pomocí tyčových závěsů Freyssinet s typizovanými koncovkami. Na mostě byly použity závěsy z oceli S520 průměru M85 - M100. Závěsy jsou uchyceny do kotevních plechů, které jsou opatřeny spřahovacími trny a otvory pro provlečení prutů betonářské výztuže a příčné předpínací výztuže, a jsou zabetonovány do středního trámu, viz obr. 8, a oblouku.

VÝSTAVBA NOSNÉ KONSTRUKCE
Celá nosná konstrukce byla vybetonována na pevné skruži, viz obr. 9. Pod mostovkou byla použita dvoupolová skruž s vnitřní podporou umístěnou na břehu řeky. Nosné vodorovné prvky skruže tvořily velkorozponové nosníky ŽBM. Pro podepření bednění oblouku byla použita plošná skruž Peri uložená na vybetonované mostovce.

Betonáž nosné konstrukce proběhla ve čtyřech etapách. Nejprve byla realizována mostovka do úrovně horního povrchu mostovkové desky, poté byly vybetonovány paty oblouků, následovala betonáž horní části středního trámu v úseku mezi konci oblouků a na konec byl vybudován oblouk.

Po celou dobu výstavby nosné konstrukce probíhalo podrobné geodetické měření, průběžně byly vyhodnocovány odchylky od teoretického tvaru a polohy a v případě potřeby byla prováděna korekce souřadnic pro vytyčení bednění navazujících částí.

S ohledem na eliminování ztrát byla předpínací výztuž aktivována v několika postupných krocích. Nejprve byly před odskružením oblouku napnuty podélné kabely na 30 % konečné síly, čímž byla mimo jiné vytvořena v mostovce tlaková rezerva pro zachycení vodorovné síly v patě oblouku, poté byly napnuty příčné kabely na 75 % konečné síly, následovalo dopnutí podélných kabelů na plnou hodnotu předepsaného kotevního napětí a na konec byly na plnou hodnotu kotevního napětí dopnuty příčné kabely.

Závěsy mezi obloukem a středním trámem začaly fungovat jako součást nosné konstrukce až po odstranění skruže pod mostovkou, protože díky výrazně rozdílné ohybové tuhosti průřezů oblouku a mostovky nebylo reálné vnést do závěsů síly odpovídající vlastní tíze konstrukce pomocí jejich rektifikace již před snesením skruže.

Hodnoty a průběh svislých deformací vzniklých během postupné betonáže a po demontáži skruže byly zohledněny ve výrobním nadvýšení bednění. Provedená měření potvrdila chování konstrukce podle předpokladů statického výpočtu, takže dokončená nosná konstrukce zaujmula s minimálními odchylkami projektovaný tvar a polohu.

ZÁVĚR
K úspěšné realizaci zajímavé konstrukce přispěla mimo jiné i výborná spolupráce zhotovitele mostu s projektantem. V listopadu roku 2013 byl most předán k užívání široké veřejnosti. Úpravy koncepčního řešení a realizační dokumentace mostu byly vypracovány firmou Link projekt. Zhotovitelem stavby byla polská pobočka firmy Metrostav.

Bridge across the Premsza river near the town of Chełmek (Poland)
The bridge situated near the western edge of the Chelmek town in Poland is described in terms of its architectural and structural solution and a process of the construction. The bridge deck made of prestressed concrete consists of three longitudinal beams, slab and transversal beams. Central beam is suspended on the arch of total length 60 m. The bridge was designed on the basis of a very detailed static analysis. The functioning of the static system and quality of the workmanship were checked by static loading test.

Autoři

• Ing. Čihák Petr
• Ing. Kulhavý Tomáš Ph.D.
• Ing. Mlčák David
• Ing. Kolebač René