Nová železniční estakáda Mendrik v Ústí nad Orlicí

• Foto

ÚZEMNÍ PODMÍNKY
Nová železniční estakáda je součástí stavby „Modernizace železničního uzlu Ústí nad Orlicí“, jejímž cílem bylo vybudovat moderní terminál osobní dopravy odpovídající současným nárokům a dále pak zvýšit cestovní rychlost pro tranzitní koridorovou dopravu, jež byla z důvodů nepříznivých směrových poměrů na výjezdu ze stanice směrem na Českou Třebovou omezena na pouhých 70 km/h. Trať v tomto místě prochází stísněným územím v intravilánu města vklíněným mezi svahy dvou kopců (Kubincův kopec, Andrlův Chlum) a limitovaným zejména souběžně vedenou pozemní komunikací II/315 a tokem řeky Třebovky a Tiché Orlice.

Pro zvýšení traťové rychlosti bylo třeba v tomto prostoru realizovat přeložku železniční trati posunutou dovnitř směrového oblouku, tj. směrem ke komunikaci II/315, do svahu Andrlova chlumu a k budově restaurace Mendrik, dle kteréžto získalo celé přemostění svoje lokální pojmenování. Záměr modernizace ŽST Ústí nad Orlicí byl rozpracováván již v průběhu 90. let 20. století, zásadním způsobem však byla projektová příprava ovlivněna katastrofálními povodněmi z roku 1997, které citelně zasáhly i Ústí nad Orlicí. V přípravné dokumentaci stavby zpracovávané SUDOPem Praha a. s. v letech 2003–2004 byla proto správcem toku požadována detailní analýza vlivu stavby na povodňový režim dotčeného území. Za tímto účelem bylo na fakultě stavební ČVUT provedeno podrobné matematické a následně i fyzikální modelování na reálném modelu v měřítku 1:40 (měřítko rozměrů). Z výsledků analýzy variant průtoku kalamitních vod na virtuálním a reálném modelu, vzešly jednoznačné požadavky kladené na projektové řešení přeložky:

• přeložka musí být v celé délce umístěna na mostních objektech
• mezilehlé pilíře musí být kruhového profilu nebo profilu kruhu blízkému (nepřípustné jsou jakékoli prvky charakteru stěn)
• stativa pilířů musí být situována nad definovanými hladinami návrhových průtoků

Tabulka 1

CELKOVÁ KONCEPCE PROJEKTOVÉHO ŘEŠENÍ
Z výše uvedeného vznikla potřeba navrhnout mostní estakádu překonávající ve velmi ostrém úhlu tok řeky Třebovky, silnici II/315 Ústín n/O – Choceň a dále pak tok řeky Tiché Orlice v místě jejího soutoku s Třebovkou. Z hlediska návrhu konkrétních konstrukcí se tak estakáda rozpadá na tři části s pomyslným středem nad křížením s II/315, kde je z důvodu dodržení potřebných podjezdných výšek nutno realizovat konstrukci s minimální stavební výškou.

Do výsledného řešení dále významně zasáhl i požadavek na převedení bezstykové koleje (BK) tj. požadavek převést obě koleje bez použití kolejnicových dilatačních zařízení. Konstrukce tak byla rozdělena na dilatační celky blížící se požadavkům tab. 1 v předpise SŽDC S3, přičemž přídatná namáhání kolejnic od kombinované odezvy systému BK-most byla ověřena podrobným posouzením (doc. Ing. Otto Plášek Ph.D. VUT Brno). Výsledné uspořádání konstrukcí a dilatujících délek je následující:

POPIS NAVRŽENÝCH NOSNÝCH KONSTRUKCÍ – TŘEBOVSKÁ A PRAŽSKÁ ČÁST ESTAKÁDY
Nosné konstrukce třebovské a pražské části jsou spojité ocelobetonové trámy o třech polích s ocelovou komorovou konstrukcí a horní spřaženou železobetonovou deskou. Konstrukce jsou jednokolejné tj. pod každou kolejí je samostatná NK. V podélném směru je umístěn jeden spojitý nosník v třebovské části a dva po sobě jdoucí třípolové nosníky v části pražské.

Rozdělení na samostatné konstrukce v příčném směru vyplývá z požadavku zadavatele na oddělené nosné konstrukce pro každou z převáděných kolejí, rozdělení na samostatné konstrukce v podélném směru je provedeno z důvodu výše uvedeného dodržení maximálních volných dilatujících délek při nemožnosti umístit do kolejí dilatační zařízení. Komorové nosníky OK jsou navrženy v půdorysných zakružovacích obloucích sledujících směrový oblouk kolejí a aproximujících přechodnici v posledních třech polích pražské části estakády. Komorové nosníky jsou lichoběžníkového průřezu se stěnami ukloněnými od svislice cca 10 °. Výška stěny je proměnná, komorové konstrukce mají náběhy nad vnitřními pilíři. Důvodem návrhu náběhovaných konstrukcí byla potřeba snížit výšku konstrukcí na koncích tak, aby se stativa společných pilířů u křížení se silnicí II/315 dostaly nad hladiny návrhových průtoků a dále potřeba dodržet podjezdnou výšku na cyklostezce pod třebovskými konstrukcemi. Dolní pásnice komor je vyztužena dvojicí korýtkových výztuh, stěny potom úhelníkovými výztuhami z ohýbaného plechu výšky 200 mm. Komorové průřezy jsou v pravidelných vzdálenostech ztuženy příčnými rámovými mezilehlými ztužidly. Konstrukce jsou ve všech úložných osách uloženy na dvojice ložisek osové vzdálenosti 2 200 mm na vnitřních pilířích a 3 000 mm v koncových příčných řezech. Podélné i příčné spáry mezi konstrukcemi jsou těsněné lamelovými závěry.

V rámci realizace stavby došlo, na návrh zhotovitele, k úpravě nosných konstrukcí pro použití ztraceného bednění ze železobetonových prefabrikátů. Filigrány (VTD prefabrikátů vypracovala fy PONTEX a. s.) základní skladebné šíře 1,0 m měly tloušťku 110 mm, v místě styku desek sníženou až na 20 mm. V místě pásnic je beton filigránů v celé šíři přerušen pro prostup spřahovacích trnů OK. Filigrány byly přes těsnící pásy osazovány na okraje pásnic ocelových konstrukcí a po vyvázání výztuže desky bylo přistoupeno k její betonáži. Betonáž desky probíhala v souladu s projektem obkročným (poutnickým) způsobem, kdy byly za dočasného podepření OK cca ve čtvrtinách rozpětí vybetonovány nejprve polové úseky a po odskružené potom úseky nad vnitřními podporami.

POPIS NAVRŽENÝCH NOSNÝCH KONSTRUKCÍ – KŘÍŽENÍ SE SILNICÍ II/315
Silnice II/315 je překonávána doukolejnou nosnou konstrukcí s dolní mostovkou rozpětí 30,00 m osazenou na společných pilířích s přiléhajícími spojitými konstrukcemi. (viz výše). Nosná konstrukce je navržena jako celosvařovaná ocelová konstrukce s dolní ortotropní mostovkou a dvěma hlavními nosníky ztuženými obloukem (Langrův trám) se šikmými závěsy. Výška hlavního nosníku je 7,30 m ve vrcholu oblouku a v patě oblouku pak 1,65 m. Osová vzdálenost nosníků definovaná požadovaným VMP3,0 v oblouku je 11,90 m.

Trám je navržen jako uzavřený průřez obdélníkového tvaru konstantní výšky 1 650 mm, pro zvýšení tuhosti příčného řezu je trám doplněn příčnými diafragmaty. Oblouk je uzavřený průřez obdélníkového tvaru výšky 550 mm. Oblouk má poloměr systémové osy 21,825 m, před patou oblouku přechází horní zakřivená pásnice v přímou, proto se výška průřezu od tohoto bodu směrem k patě oblouku zvětšuje. Každý hlavní nosník obsahuje 5 šikmých závěsů. Závěsy vychází z oblouku v dostředném směru a jsou napojeny na horní okraj trámu v místě příčné výztuhy mostovky. Závěsy jsou navrženy ze svařovaných otevřených profilů tvaru H.

ZALOŽENÍ OBJEKTU
Železobetonová spodní stavba mostu je založena na velkoprůměrových vrtaných pilotách ∅ 1 200 mm, které byly v projektu dle provedeného geologického průzkumu ukončeny vetknutím do skalního podloží typu R4 (mírně zvětralý prachovec) až R3 (navětralý prachovec). Při vlastní realizaci však byly zastiženy velice složité geologické poměry, dramaticky se lišící i v rámci každé jedné patky pilíře či opěry. Velká část pilot nebyla dovrtána na projektované délky, u části vrtů byla navíc zachycena geologická porucha představovaná jílovými polohami vyskytujícími se pod kompaktními horninovými vrstvami. Pro správnou funkci založení, zejména pak pro přenos vodorovných sil u brzdných pilířů musela být pro každou část spodní stavby zpracována sada dodatečných návrhových opatření. To spočívalo zejména v aplikaci tryskové injektáže a svislých popř. šikmých mikropilot. Krátké nedovrtané velkoprůměrové piloty byly převrtány dvojicí či trojicí svislých mikropilot s instalovanými obturátory zajišťujícími injektáž kořene mikropilot a dále pak injektáž paty velkoprůměrových pilot k zamezení rizika zvětšených hodnot sedání, k nimž by u krátkých pilot (s únosností prakticky jen na patě piloty) mohlo vlivem nedokonale začištěného dna vrtu ukončeného ve skalní hornině docházet.

SPODNÍ STAVBA
Železobetonová spodní stavba estakády sestává celkem ze 4 ks opěr (samostatné kce pro každou kolej), 12 kusů mezilehlých pilířů, dvou pilířů společných pro komorové kce a Langrův trám a dvou sdružených pilířů pro navazující komorové konstrukce v pražské části estakády. Pilíře komorových konstrukcí jsou oktogonálního příčného řezu, který se směrem vzhůru rozšiřuje podle paraboly 2° tak, aby byla v horní části vytvořena dostatečně masivní hlavice pro osazení hrncových ložisek nosných konstrukcí. Mezilehlé pilíře jsou opatřeny nerezovou svařovanou průchodkou pro osazení svodu odvodnění svádějící vodu vnitřkem pilíře z odvodnění v komorách na terén pod mostem. Pilíře společné pro komorové konstrukce a Langrův trám jsou složeny ze dvou kruhových sloupů průměru 2,0 m na něž je nasazen příčný úložný práh rozměrů 2,90 × 13,10 m se dvěma výškovými úrovněmi uložení. Masivní opěry mají předsazenou část vystupující z vlastního tělesa opěr, jež opakuje tvary mezilehlých pilířů a vizuálně tak opěry s těmito sjednocuje. Na krátká podélná křídla pražské i třebovské opěry navazují objekty opěrných zdí.

ULOŽENÍ NOSNÝCH KONSTRUKCÍ
Nosné konstrukce jsou uloženy celkem na 52 ks hrncových ložisek. Pro zachycení tahových reakcí u spojitých konstrukcí jsou navíc na koncích OK osazeny ložiska tahového kotvení. To sestává z hrncového ložiska umístěného na horní pásnici koncového příčníku, které je přes roznášecí desku fixováno čtveřicí předpínacích tyčí do spodní stavby. Nerezové předpínací tyče Macalloy se skládají ze dvou částí, mezi dolní pásnicí OK a horním povrchem prahu jsou systémové šroubované spojky. Ve spodní stavbě byly ve vynechaných nedobetonovaných kapsách zabudovány kotevní přípravky z válcovaných profilů osazených ve výztuži prahů, po osazení NK a betonáži desek pak byly instalovány předpínací tyče, provedeno zalití kapes nesmršťující zálivkovou hmotou SikaGrout 318 a vneseno návrhové předpětí. Nosná konstrukce mostu přes II/315 je uložena na čtveřici všesměrně pohyblivých ložisek, vodorovné pohyby jsou vymezeny trojicí svařovaných ložisek (zarážek) umístěných vedle hrncových ložisek na úložných prazích. Hustá výztuž úložného prahu nebyla při realizaci provedena s dostatečnou přesností a zarážky bylo třeba kompletně přenavrhnout na základě skutečného provedení armatury prahů. Jako podklad pro nový návrh byla s velmi dobrým výsledkem využita data získaná stacionárním laserovým skenerem.

ZÁVĚR
V srpnu 2014 byly na konstrukcích estakády provedeny zatěžovací zkoušky a celé „soumostí“ šestikomorových spojitých konstrukcí a dvoukolejného Langrova trámu bylo uvedeno do provozu. Celkové dokončení objektu se předpokládá na jaře roku 2015.

ZÁKLADNÍ ÚDAJE:

• Investor stavby: Správa železniční dopravní cesty, s. o.
• Projekt stavby: SUDOP PRAHA a. s.
• Odpovědný projektant objektu: Ing. Jiří Jirásko (SO 20-04), Ing. Jiří Salava (SO 20-03), Ing. Jan Horn (SO 20-01)
• Kooperace na projektu: Ing. Radek Brokl (hlubinné založení), Ing. Antonín Pechal, CSc., PiS (NK11, NK21)
• Zhotovitel mostu: Eurovia a. s.
• Stavbyvedoucí: Ladislav Bulín
• Výroba OK: DT Mostárna a. s. Prostějov, EUROVIA SOK Třebestovice
• Speciální zakládání: TopGeo spol. s r. o.
• Zástupce SŽDC, hlavní mostní prohlídka: Ing. Václav Podlipný

Příspěvek byl uveden na konferenci Železniční mosty a tunely 2015.

New Elevated Railway Bridge Mendrik in Ústí nad Orlicí
The article describes the project and the construction process of a new elevated railway bridge, which is part of Ústí nad Orlicí railway junction modernization. The group of bridges composed of three structures of the total length of 360 m, crossing the river Třebovka, II/315 secondary road and the stream of Tichá Orlice, is located on the new rerouting of the track, allowing passage through a modernized station at 160 km/h. The elevated railway bridge project has to cope with confined space of the area, which is, in addition, situated in the flood area of the streams.

Autoři

• Ing. Jirásko Jiří
• Ing. Horn Jan
• Ing. Sedláková Jana
• Ing. Konečný Vojtěch PiS.
• Ing. Salava Jiří