R3 – Horná Štubňa – obchvat, nový železniční most SO201-00

• Foto

Úvod
Skupina ABM Europe navrhuje, vyrábí a montuje železobetonové tenkostěnné systémy Matière již 15 let. Za tu dobu firma zhotovila na 500 těchto přesýpaných objektů obloukového (Modularch) i rámového (Opti-Cadre) tvaru. Ve středoevropském regionu operuje divize ABM Mosty, která za svou krátkou historii navrhla a zhotovila již téměř 20 Matière objektů v tomto regionu, mezi něž patří mosty na tranzitních koridorech v Čechách i na Slovensku. Mezi významné realizace patří také pět subtilních velkorozponových dvouklenbových mostních konstrukcí vybudovaných v loňském roce na pražském silničním okruhu sloužící pro převedení místních biokoridorů.

Popis projektu
Akce „R3 – Horná Štubňa – obchvat“, jak už název napovídá, má za cíl odklonění dopravy stávající komunikace první třídy I/65 z centra obce Horná Štubňa.

Obchvat je veden západně od města, má celkovou délku 4321m a bude mít 6 nových mostních objektů a dvě úrovňové křížení. Obchvat začíná na severním okraji obce, pokračuje souběžně s železniční tratí č. 171 Zvolen – Vrútky do km 2,800 kde překonává trať nadjezdem a obchází obec až k objektu SO 201-00 pod železniční tratí č. 172 Diviaky – Banská Bystrica a napojuje se zpět na stávající I/65 ve směru na Banskou Bystrici. Obchvat je zatím realizován jako dvouproudý s možností rošíření na čtyřproudovou komunikaci.

Popis objektu SO210-00
Při přípravě na realizaci obchvatu obce Horná Štubňa hledal hlavní zhotovitel (Skanska BS a.s.) možnost, jak co nejvíce urychlit a zároveň zlevnit výstavbu nového železničního mostu SO201-00. Trať je zde vedena po vysokém násypu. Původní návrh nosné konstrukce představoval monolitické masivní mostní opěry, vybudované pod mostním provizoriem, a na nich uložené ocelové nosníky 1200/30m dlouhé. Tento postup znamenal dlouhodobé omezení provozu na trati a také dvě plné výluky. Rovněž rychlost výstavby celého objektu by byla pomalá a zahrnovala by spoustu rizik spojených s osazením provizoria a monolitickou technologií výstavby. Mostní provizorium by také omezovalo pracovní činnost na budované rychlostní komunikaci kvůli nutnosti zhotovení podpěry uprostřed rozpětí.

Firma ABM Mosty oslovila zhotovitele s návrhem realizovat objekt pomocí prefabrikovaného systému Opti-Cadre světlosti 13,5 metru a nabídla, že zhotoví nosnou konstrukci během pouhých deseti dnů. Zhotovitel návrh akceptoval a přizpůsobil harmonogram prací a výluk nové technologii. Bylo tedy naplánováno následující - na celé zhotovení nového mostního objektu, tj. rozebrání kolejového svršku, zhotovení zářezu, zaražení 400 prefabrikovaných pilot, zhotovení podkladních betonů, smontování nosné konstrukce, zaizolování objektu, zasypaní a zhotovení železničního svršku bylo vyhrazeno přesně 43 dní. Tento návrh byl předložen ke schválení u investora a budoucího správce objetu. Návrh byl schválen a po tomto schválení proběhlo přepracování projektové dokumentace v součinnosti vlastního projekčního týmu ABM Mosty a hlavního projektatnta, firmou ISPO.

Popis realizace
Nosná konstrukce mostního objektu je tedy zhotovena ze systému Opti-Cadre, který je v podstatě tenkostěnnou prefabrikovanou přesýpanou konstrukcí, která využívá ve svůj prospěch interakci se zásypovým tělesem. Systém se skládá z prstenců standardní šíře 2,5m. Každý prstenec je tvořen jedním polorámovým vrchním dílcem, který je osazen na dva boční dílce tvaru obráceného písmene „T“. Spoj zajišťuje poloválcový kloub, který umožňuje teoretické pootočení (je zde nulový moment).

Tento detail působí pozitivně na průběh momentových sil na konstrukci a zároveň umožňuje snadnou výrobu, dopravu a montáž objektu. Objekt SO210-00 je tvořen z 19ti prstenců redukované šíře 1750mm. Šíře je zmenšena z důvodu nosnosti prvků, která i takto dosahuje až 46tun u horních dílců. Šikmost mostu je 41,92g, z tohoto důvodu je na každé straně mostu po jednom mostním křídle, které je také řešeno jako prefabrikát, a které zadržuje vysvahování železničního násypu. Nejvyšší výška křídla je 8,8m a klesá ve sklonu 1:2,25 až po výšku 2,6m. Krajní prstence jsou na obou stranách objektu osazeny prefabrikovanou římsou. Po smontování objektu bylo potřeba zhotovit prostě vyztuženou monolitickou desku uvnitř objektu, která profil rámové konstrukce zespodu uzavírá. Rovněž patky křídel byly navrženy jako monolitické z důvodu zajištění stability vysokých opěrných stěn. Maximální tloušťka mostovky je 800mm a bočních dílců pouze 500m. Těchto nízkých hodnot, tedy tenkostěnnosti při světlém rozponu konstrukce 13,5m a navrženém zatížení vlakem ČSD-T, je dosaženo právě zapojením zásypu do statických výpočtů a využívání interakce se zeminou vyvolanou deformací flexibilní prefabrikované konstrukce. Stejný princip se uplatňuje i u obloukové řady Modularch.

Závěr
Železniční mostní objekt zmíněný v tomto příspěvku není prvním Matière objektem na Slovensku. Na jaře roku 2009 byly zhotoveny dva menší železniční mosty na úseku koridorové trati Žilina – Krásno nad Kysucou (investor ŽSR). Další objekty byly realizovány například u Bratislavy (investor NDS) a nebo třeba pod Chopokem ve výšce 1200 mnm, kde objekt slouží pro převedení nové sjezdovky (soukromý investor). Výhoda mimostaveništní výroby dílců v certifikovaném prostředí prefavýrobny, rychlost výstavby těchto systémů a tím spojené minimalizace rizik na stavbě a hlavně také finanční úspory (s většími rozpony je možno dosáhnout objemově i méně než 50% objemu monolitického betonu nosné konstrukce díky interakci objektu se zeminou) jsou těmi důvody, které vedou hlavní zhotovitele stále častěji k používání patentovaných systémů Matière. Použitím osvědčeného, spolehlivého materiálu se zaručenou životností, jakým je kvalitní prostě vyztužený železobeton (pro dílce se používá standardně C45/55 XF4), získává pak investor, potažmo správce objektu, nový a hlavně bezúdržbový mostní objekt. Je zřejmé, že tato technologie má, díky své rychlé výstavbě, velký potenciál využití jednak jako náhrada již dosluhujících železniční objektů ale také jako technologie nových mostních objektů.
 

Tento článek byl publikován na 15. ročníku konference ŽELEZNIČNÍ MOSTY A TUNELY.

Autoři

• Ing. Bulejko Pavel
• Ing. Schreiber Rastislav