Ocelové železniční mosty přes Olši na stavbě Optimalizace trati Český Těšín – Dětmarovice

• Foto

ÚČASTNÍCI VÝSTAVBY

• Objednatel: Správa železniční a dopravní cesty s. o., Stavební správa východ, Olomouc
• Generální projektant: MORAVIA CONSULT Olomouc a. s.
• Generální dodavatel stavby: Sdružení „ČET‑DET“ firem: Subterra, a. s., OHL ŽS, a. s, Eurovia CS, a. s., GJW Praha, spol. s r. o.
• Zhotovitel VTD: Sagasta, a. s. 
• Výroba a montáž OK: OK Třebestovice, a. s.

Stávající konstrukce s prvkovou mostovkou a volnou šířkou 4,4 metru nebylo možné ponechat při navýšení traťové rychlosti na 160 km / hod. a byla nutná výměna nosné konstrukce za konstrukci s kolejovým ložem a volným mostním průřezem 3,0. Stávající spodní stavba nevyhovovala šířkovým uspořádáním a ani zatížitelností novým konstrukcím a byla také nahrazena novou. Střední pilíř v korytě byl současně nevhodným řešením z hlediska odtokových poměrů.

Z těchto důvodů byla navržena výstavba nové spodní stavby a nové mostní konstrukce v místě stávajícího mostu.

POPIS NOVÉ KONSTRUKCE

Nosná konstrukce je navržena jako ocelový spojitý nosník o třech polích s dolní mostovkou. Prostřední pole je vyztuženo obloukem. Rozpětí polí činí 30 + 60 + 30 metrů. Celková délka konstrukce je 121 metr. Jedná se o dvě samostatné konstrukce, a to každá pro jednu kolej. Obě mostní konstrukce jsou stejné, pouze vzájemně posunuté o 4 metry. Hlavní nosníky šířky 0,7 metru jsou v osové vzdálenosti 6,8 metru, šířka mostu je 7,5 metru, světlá šířka mezi nosníky 6,1 metru, mezi mosty 0,4 metru. Celková výška nosné konstrukce je 11,65 metru.

Hlavní nosníky tvaru „I“ mají v 1. a 3. poli výšku 2,6 metru, v 2. poli je horní pásnice lineárně snížena na výšku nosníku 2,2 metru. Šířka pásnic je 0,7 metru, u pilířů se rozšiřuje na 0,9 metru. Tloušťka pásnic u opěr je 25 mm, stejně jako dolní pásnice ve středu 1. a 3. pole. Ostatní mají tl. 30 mm. Stojina je tl. 14 mm, 16 mm nad pilíři. Horní i dolní povrch nosníků je slícovaný.

Příčníky tvaru „I“ jsou umístěny v osové vzdálenosti 2,0 m. Výška je proměnlivá od 0,7 metru ve středu mostovky do 0,78 metru u hlavních nosníků. Dolní pásnice jsou slícované s dolní hranou hlavního nosníku. Horní pásnici tvoří mostovkový plech, v části pod chodníkem pásnice. Příčníky na opěrách mají dolní pásnicí 25 × 500 mm, horní 14 × 400 mm a stojinu tl. 14 mm, nad pilíři je dolní pásnice 30 × 650 mm, horní 20 × 450 mm a stojina tl. 20 mm. Mezilehlé příčníky mají dolní pásnicí 25 × 350 mm, horní 14 × 300 mm a stojinu tl. 12 mm. Nad příčníky je hlavní nosník z vnitřní strany vyztužen jednostrannou výztuhou z plechu 20 × 220 mm.

Mostovkový plech tl. 14 mm přechází nad pilíři na tl. 20 mm v délce 1,0 metru na obě strany od příčníků. Mostovka je vyztužena podélnými výztuhami profilu 18 × 280 mm v osové vzdálenosti 0,45 m. Tloušťka stěna kolejového lože činí 14 mm. Chodníkový plech tl. 12 mm je doplněný podélnou výztuhou profilu 12 × 150 mm. V prostoru pod chodníkem budou vedeny kabely na dvou nosnících L80 × 8 vzájemně propojených pásky plechu tl. 8 mm. Nosníky jsou přišroubovány k horním pásnicím příčníků. V prostředním poli jsou mezi 5. a 6. příčníkem prostupy v chodníkovém plechu o rozměru cca 0,7 × 1,0 m pro přístup ke kabelům.

Střední pole je vyztuženo parabolickým obloukem s celkovou výškou 11,65 metru. Průřez je komora šířky 0,7 metru s parabolicky proměnlivou výškou z 0,75 metru ve vrcholu na teoretickou výšku 0,9 metru nad pilířem, kde plynule přechází do hlavních nosníků. Tloušťka horní pásnice je 30 mm. Dolní pásnice a stěny mají tloušťku 25 mm. Nad pilířem přechází horní pásnice oblouku do horní pásnice pole, dolní pásnice a stěny přechází ve svislé výztuhy probíhající až k dolní pásnici hlavního nosníku. Spolu s procházející stojinou hlavního nosníku vytváří nad pilířem komory se třemi stěnami rozdělenými vodorovnými výztuhami tl. 20 mm. Oba oblouky jsou rozepřeny čtyřmi ztužidly umístěnými mezi 2. a 3. táhlem a nad 4. táhlem. Profil ztužidla je komorový průřez o rozměrech 0,5 × 0,5 m z plechů tl. 16 mm. Na dvou ztužidlech jsou uchyceny závěsy trakce.

Oblouk vynáší trám 9 závěsy z kulatiny průměru 90 mm délky 1,9 až 8,4 m. K oblouku jsou chyceny plechy tl. 30 mm „vevařenými“ dovnitř komory, k hlavnímu nosníku plechy tl. 40 mm procházejícími prostupy v horní pásnici a navařenými do stojiny. Konstrukce je rozdělena v příčném směru na dva díly hlavních nosníků a jeden díl mostovky. V podélném směru na dva díly opěr, dva díly pilířů, po jednom dílu krajního pole a tři díly středního pole – celkem tedy 9 dílů. Každý oblouk se skládá ze tří částí a čtyř rozpěr.

Protikorozní ochrana hlavní nosné konstrukce mostu byla navržena jako kombinovaný systém žárově stříkaného kovového povlaku s nátěry na bázi epoxidů a polyuretanů ve skladbě: žárově stříkaný kovový povlak ZnAl15 100 μm, penetrace, základní nátěr na bázi epoxidů 180 μm a vrchní polyuretanový nátěr 60 μm. Celková tloušťka nátěrového systému činí 340 μm.

VÝROBA MOSTNÍCH KONSTRUKCÍ

Ocelové konstrukce obou mostů byly vyráběny ve společnosti OK Třebestovice, a. s. Výroba první konstrukce začala v závislosti na dodávkách hutního materiálu v prosinci 2017 a ukončena v červnu 2018. Výroba druhé konstrukce probíhala o rok později, tedy od listopadu 2018 do května 2019.

Nedílnou součástí výroby mostních konstrukcí byly dílenské přejímky, a to z důvodu zachování návaznosti na další díly. Přejímky byly realizovány v tomto rozsahu: sestava trámů společně s mostovkami (3 × 9 dílců) a jednotlivé dílce navazujících oblouků ve sklopené poloze. Ostatní díly mostu byly pouze rozměrově kontrolovány a upravovány tak, aby byla zajištěna návaznost stykových ploch. Tyčové závěsy byly vyrobeny s přídavkem, na potřebnou délku byly upraveny až těsně před montáží.

Součástí výroby byla i četná geodetická měření sledující tvar vyrobených konstrukcí a množství nedestruktivních kontrol prokazující jakost svarů.

Jednotlivé montážní díly ve výrobě dosahovaly délek až 19,8 metru a hmotnosti až 22,7 tun.

Po úspěšných dílenských přejímkách byly díly mostní konstrukce uvolněny k dalším činnostem. Jednalo se zejména o aplikaci protikorozní ochrany a následný transport na místo montáže. V taktu dílenských přejímek po aplikaci protikorozní ochrany probíhala i vlastní montáž.

MONTÁŽ

Montážní díly mostní konstrukce byly po provedení protikorozní ochrany posledního dílu z dílčích přejímek transportovány na místo montáže.

Konstrukce byla montována metodou postupného vysouvání. Z důvodu současně probíhajících pracích na spodní stavbě byly obě konstrukce montovány ve zvednuté poloze, první nosná konstrukce o 960 mm, druhá o 1 560 mm. Výsun probíhal od opěry OP1 směrem k opěře OP2. Za opěrou OP1 byla zřízena montážní plošina, součástí plošiny byla výsuvná dráha. V těsné blízkosti plošiny byl postaven mobilní jeřáb, který ukládal dílce do montážní polohy. Dílce byly přiváženy po pravém břehu řeky Olše po staveništní komunikaci.

Výsun konstrukce byl v souladu s návrhem montáže ze zadávací dokumentace. Most je v definitivní poloze ve vodorovné, rovněž výsun probíhal ve vodorovné poloze. Montáž byla rozdělena na několik fází.

Fáze 0 – příprava
Po zahájení výluky, snesení starého mostu a kolejového lože, byla za opěrou OP1 zřízena montážní plošina a plocha pro ustavení jeřábu. Byly zřízeny podpěrné konstrukce Pižmo. Bárky byly opatřeny dvouvrstvou hlavicí z roštových nosníků. Na horních roštových nosnících byly uloženy kluzné bloky pro výsun konstrukce, a to včetně zařízení pro boční vedení. To umožňovalo jeho deaktivaci při přejezdu rozšířené ložiskové části spodní pásnice nosné konstrukce.

Hydraulické válce pro posun konstrukce byly umístěny na první bárce Pižmo u OP1. Konstrukce byla tažena pomocí dvojice tyčí vždy za čelo montážní sestavy směrem k této bárce. Součástí montážní plošiny byla i výsuvná dráha tvořena z pasů ŽM 16 (dvojice U400), které byly uloženy na rovnanině ze silničních panelů. Pro vlastní posun po dráze se použily dvouosé podvozky z materiálu ŽM 16 (nosnost každého je 80 tun).

Fáze I – montáž 1
Pro montáž dílců ve fázi I bylo nutné zřídit lešení za bárkou Pižmo u OP1. V této fázi probíhala montáž 3 × 4 dílců. Nejdříve byly osazeny hlavní nosníky, a to na ocelová pakování na výsuvné dráze. Střední dílce mostovky se ukládaly jen na montážní třmeny. Svařování probíhalo u všech dílců stejně, nejprve byly svařeny dílce v příčném směru a poté jako celky s dalšími dílci. Poloha dílců byla v průběhu sestavování kontrolována geodeticky.

Fáze II – výsun 1
Svařené dílce byly uloženy v místě výsuvné dráhy na podvozky ŽM 16 a na bárkách Pižmo – na kluzné bloky. Uložení bylo provedeno pomocí přizvednutí na lisech, odstranění ocelových pakování a spuštění na výsuvné zařízení. Podle projektu RDS byla dodržena max. vzdálenost podpěrných míst při výsunu 30 metrů. Z toho důvodu byla konstrukce uložena vždy na dva páry výsuvných podvozků.

Na začátek sestavy byla přišroubována výsuvná klapka. Ta eliminovala průhyb konstrukce a umožnila plynulé najetí konstrukce na kluzné bloky v průběhu výsunu. Délka výsunu v této fázi činila 27 metrů.

Fáze III – montáž 2
V této fázi se osazovaly 3 × 2 dílce. Montáž analogicky jako ve fázi I, rovněž tak postup svařování. Nakonec se provedlo odbroušení úchytů tažných tyčí a oprava protikorozní ochrany v místě svarů.

Fáze IV – výsun 2
Výsun proběhl analogicky s fází II, délka výsunu v této fázi činila 29 metrů.

Fáze V – montáž 3
V této fázi byly namontovány zbylé dílce mostovky (3 × 3 dílce). Opět analogicky s předchozími fázemi.

Po kompletním svaření mostovky byly postaveny věže Pižmo pro ukládání dílců oblouku. Tyto věže byly doplněny lešením pro přístup k těmto stykům a rovněž tak ke svarům vkládaných dílců ztužení oblouku. Bárky Pižmo byly postaveny na horní pásnici hlavních nosníků a na mostovce v místě kolejového žlabu. Dále bylo zřízeno lešení zvenku hlavních nosníků pro přístup ke svarům táhel.

Dílce oblouku měly z výroby připraveny montážní stoličky, na které byly osazeny. Dílce ztužení oblouku byly uloženy pomocí montážních třmenů. Na věžích Pižmo pod montážními stoličkami oblouku byly osazeny hydraulické lisy pro rektifikaci polohy oblouku. Během montáže poloha dílců byla kontrolována geodeticky.

Nakonec se osazovala táhla, a to též pomocí mobilního jeřábu. V podlahách lešení byly vynechány otvory pro průchod táhel. Nejprve byly provedeny horní svary táhel, poté spodní. Po svaření táhel byly dílce oblouku stále podpírány na věžích Pižmo, tedy bárky byly stále aktivovány.

Fáze VI – výsun 3
Podle požadavku zadávací dokumentace musely být během výsunu stále aktivovány věže Pižmo pod oblouky. Konec vysouvané části byl opět uložen na podvozky. Délka výsunu v této etapě činila 51,2 metru. U opěry OP2 nebyla zřízena žádná podpěrná konstrukce. Volný převislý konec mostovky délky 30 metrů byl na tento stav navržen a dle statického výpočtu nosné konstrukce činil průhyb na konci konzoly cca 200 mm. Po dokončení výsunu byl tedy tento volný konec cca 760 mm nad definitivní polohou.

Fáze VII – spouštění
Při spouštění byla konstrukce uložena pouze na čtyřech bodech, a to pod zárodky oblouků. Krajní konce směrem k opěrám působily jako konzola. Tyto konce nebyly při spouštění podpírány, jejich průhyb činil cca 200 mm a pouze v závěrečné fázi spouštění dosedly na provizorní „vypodložení“.

Před zahájením spouštění byla konstrukce „převzata“ na bárky pod zárodky oblouků. Po odlehčení provizorních podpor pro výsun byly sneseny horní části bárek (cca 1 metr).

Konstrukce byla spouštěna na čtyřech lisech umístěnými pod zárodky. Po vyčerpání zdvihu lisu byla konstrukce přemístěna na provizorní ocelová pakování, lisy poté uloženy níže. Konstrukce se pak opět uložila na lisy a pokračovalo se dále za postupného odebírání pakování. Celková výška spouštění činila 960 mm, resp. 1 560 mm u mostu č. 2. V poslední fázi se konstrukce uložila na provizorní pakování na obou opěrách a pilířích do teoretické definitivní výšky. Ocelová pakování byla odstraněna až po podlití ložisek a jejich aktivaci.

Fáze VIII – dokončovací práce
V této fázi byly odstraněny všechny provizorní konstrukce, včetně podpor oblouku a lešení. Byla provedena kontrola protikorozní ochrany a opravena poškozená místa.

Autoři

• Ing. Skura Daniel
• Ing. Obitko Petr
• Bc. Lubarský Vladimír