Rekonstrukce Negrelliho viaduktu

• Foto

1. NEGRELLIHO VIADUKT – HISTORIE

Viadukt byl uveden do provozu v roce 1850 jako součást Severní státní dráhy a je po Karlově mostě v pořadí druhým pražským mostem, který byl postaven přes Vltavu. Od roku 1841 byl budován na předměstí Prahy, tehdy od hlavního města ještě odděleném barokními hradbami, v katastru obce Karolinenthal – dnešního Karlína.

Z pískovcového zdiva (nebo žulového zdiva v případě plochých kleneb přes obě ramena Vltavy) bylo zbudováno 87 kleneb. Z nich osm kleneb (přes Vltavu) dosahuje světlosti 25,3 m, ostatní mají světlost 6,39 – 10,75 m. Výška mostu nad terénem byla při jeho návrhu zvolena tak prozíravě, že převáděná železniční trať odolala všem povodním, které území pod mostem v jeho historii postihly (obrázek 1).

Pilíře mostu byly zbudovány z lomového opukového kamene loženého na maltu, s lícovým zdivem z pískovce. U kleneb přes Vltavu byl líc pilířů zbudován opět ze žulových kvádrů. Masivní pilíře byly založeny na mohutných dubových roštech nebo dubových pilotách beraněných tehdy parními berany, případně v pažených jímkách v korytě Vltavy až na skalním podloží.

Část kleneb a pilířů od ulice Za Poříčskou branou směrem k autobusovému nádraží Florenc byla vystavěna ze zdiva cihelného, z tzv. cihel zvonivek, tedy ostře pálených a odolných více proti povětrnosti. Některé klenby a pilíře jsou čistě z cihelného zdiva, místy v kombinaci s pískovcem (průčelní zdi a čelní pás klenby a také líc pilířů).

V roce 1875 (v době krátce po zbourání městských hradeb) byl postaven tzv. spojovací viadukt pro trať Hrabovka – Karlín ze zdiva cihelného u kleneb i pilířů a se dvěma ocelovými příhradovými mosty.

Kromě toku Vltavy viadukt tehdy překlenoval dnes již zaniklé říční ostrovy, mlýnské náhony a slepá ramena i s tehdejším Karlínským přístavem sahajícím až k dnešní ulici Pobřežní (obrázek 2). Tyto byly v průběhu doby zasypány a terén pod mostem v těchto místech o mnoho metrů zvýšen.

V průběhu 20. století byla dispozice mostu různě upravována. Pravděpodobně v roce 1932 došlo k náhradě části viaduktu na jeho začátku, u nynějšího autobusového nádraží, jednopolovou deskou se zabetonovanými nosníky zajišťující průchod bývalé uhelné koleje. Původní příhradový most přes ulici Pernerova byl v 50. letech nahrazen ocelovou konstrukcí se spřaženou železobetonovou deskou. O něco později byla část kleneb – v místech křížení s ulicemi Křižíkova a Bubenské nábřeží – nahrazena jinými konstrukcemi z důvodu nedostatečné šířky a výšky pro provoz ve městě. Část viaduktu nad Křižíkovou ulicí byla v letech 1954 – 1956 nahrazena nosnou konstrukcí z prefabrikovaných nosníků z předem předpjatého betonu. Jednalo se o první realizaci tohoto typu konstrukce na železnici u nás.

V roce 1981 nahradila klenby přes Bubenské nábřeží dvojpolová nosná konstrukce z dodatečně předpjatých nosníků KT.

Podle částečně zachované archivní dokumentace byly ve 30. – 50. letech 20. století některé klenby přezděny z nových pískovcových kvádrů, případně byl zcela vyměněn líc pilířů a průčelních zdí (obrázek 3). Kvalita použitého pískovce byla zřejmě velmi různorodá a bylo patrně již tehdy nutné dosloužilé kameny vyměnit. Některé cihelné i pískovcové klenby byly v této době nahrazeny železobetonovými klenbami na původních pilířích mostu.

V současné době je Negrelliho viadukt tvořen celkem 100 klenbami a pěti poli jiných nosných konstrukcí a jeho celková délka je cca 1 430 m.

2. DŮVOD A PŘÍPRAVA REKONSTRUKCE

Hlavním důvodem rekonstrukce mostu je špatný technický stav klenbových konstrukcí. Vlivem poruch izolace a odvodnění a následného zatékání vody do konstrukce vykazují klenby řadu poruch (obrázek 4 a 5) a vyžadují sanaci zdiva nebo výměnu zdicích prvků. Je nutné vyměnit a obnovit systém odvodnění mostu a provést zesílení vybraných základů pilířů a zpevnění zdiva injektáží. V některých případech je vzhledem k rozsahu poškození zdiva nutné klenby kompletně rozebrat, dosloužilé kameny nahradit novými a klenby, případně i s pilíři, znovu vyzdít.

Před zpracováním projektové dokumentace bylo nutné provést řadu průzkumných prací. Počínaje fotogrammetrickým zaměřením konstrukce přes stavebnětechnický a restaurátorský průzkum až po diagnostický průzkum zdiva zpracovaný ve spolupráci s Kloknerovým ústavem ČVUT, kdy byla zkoumána pevnost zdiva nutná pro posouzení stavu mostu a pro návrh rozsahu rekonstrukce. Samotnému projektu rekonstrukce předcházelo ještě zpracování studie pro posouzení stávajícího stavu Negrelliho viaduktu v roce 2006 a přípravná dokumentace zpracovaná v roce 2013. Samotná realizační dokumentace byla zpracována v průběhu roku 2014. Důvodem k zahájení realizace rekonstrukce až v roce 2017 bylo narovnání vlastnických vztahů k pozemkům pod viaduktem. Teprve po převodu vlastnických práv k jednotlivým pozemkům mezi ČD a. s., hl. m. Praha, SŽDC s. o. a ČSAD Praha holding a. s. byly uzavřeny smlouvy o právu provést stavbu a vyřízeno stavební povolení.

Negrelliho viadukt je nemovitou kulturní památkou. Veškeré opravy a udržovací práce tak musí být odsouhlaseny orgány památkové péče. Záměr rekonstrukce s nimi byl už od počátku konzultován a byly řešeny i detaily říms, odvodnění, trakčních stožárů a zábradlí. Pro tyto potřeby bylo zpracováno architektonické řešení stavby, které bylo památkářům předloženo pro získání jejich souhlasu s rekonstrukcí. Byla předepsána řada podmínek pro konečný vzhled mostu, které byly zahrnuty do projektové dokumentace, nicméně spolupráce s památkáři byla korektní a výsledný návrh svědčí o jejich plném pochopení pro prvořadou funkci mostu – převedení vlakové dopravy a s tím spojené požadavky na nové části mostu. Návrh sjednoceného vzhledu zábradlí (je navrženo ocelové, členěné ze svislých a vodorovných prvků nebo plná kamenná zídka) byl také výsledkem řady jednání, kdy pro výsledné rozhodnutí o jeho vzhledu posloužila vizualizace návrhu zpracovaná sudopskými kolegy architekty.

3. NAVRŽENÝ ROZSAH REKONSTRUKCE

Návrh technického řešení rekonstrukce mostu vychází z požadavku zadavatele, který předpokládá co nejdelší možnou dobu provozu mostu bez dalších oprav. Na základě jeho požadavků je na rubu kleneb navržen systém pojistné izolace, překrytý propustným zásypem z mezerovitého betonu, na kterém je uložena samotná deska mostovky s římsami a vodotěsnou izolací žlabu kolejového lože.

Na základě předběžných průzkumů stavu zdiva a statického přepočtu jsou v projektu navrženy ke kompletnímu přezdění konstrukce 9 cihelných kleneb a 5 kamenných kleneb. Na ostatních klenbách dojde k lokálním výměnám zdicích prvků. Toto bude ještě upřesněno doplňujícím podrobným průzkumem, který v současné době probíhá.

Nové mostní konstrukce jsou v rámci rekonstrukce Negrelliho viaduktu navrženy pouze dvě, přes ul. Prvního pluku a ul. Křižíkova, a nahrazují ty stávající konstrukce, které z dnešního hlediska již technicky a provozně nevyhovují.

Rekonstrukce řeší nevyhovující technický a stavební stav mostní konstrukce a dále výměnu železničního svršku, zabezpečovacího, sdělovacího a silnoproudého zařízení a trakčního vedení. Dnešní traťová rychlost se vzhledem k poloze mostu mezi staničními obvody výrazně nezvýší. Co se však změní výrazně, je kapacita trati díky novému zabezpečovacímu a sdělovacímu zařízení.

4. DOSAVADNÍ PRŮBĚH REKONSTRUKCE

Rekonstrukci mostu provádí na základě výsledku hospodářské soutěže sdružení firem HOCHTIEF, STRABAG RAIL a AVERS. Rekonstrukce bude probíhat v období 04/2017 – 12/2019 za úplné výluky provozu na mostě.

V rámci přípravných prací bylo v žst. Bubny zbudováno provizorní nástupiště pro vlaky ze směru Kladno s přestupem ve stanici metra Vltavská a od 4. 7. 2017 probíhá výluka provozu mezi žst. Bubny a žst. Masarykovo nádraží. 

Na začátku rekonstrukce bylo provedeno odstranění vestaveb a přístaveb v prostoru mostu. Byly zbourány cihlové zdi, kterými byly zahrazeny mostní otvory, včetně vrat, vestavěných pater a dalších konstrukcí, dále byly zbourány přistavěné garáže a dílny i restaurace u Křižíkovy ulice. Dále byl demontován železniční svršek a TV a odtěženo štěrkové lože. Dočasně byl na podpůrné konzoly na boku mostu, případně na kabelové lávky vyvěšen silový kabel PREdi a. s. 22 kV, který byl veden původně po mostě a byl v kolizi s prováděnými pracemi.

Zdivo kleneb i pilířů bylo následně očištěno horkou párou a otryskáno tlakovou vodou s živcem a vzhled mostu se tak téměř obnovil ve stavu, kdy byl postaven (obrázek 6).

Do konce roku 2017 byla provedena téměř kompletní sanace založení vybraných pilířů mostu na základě předchozího statického posouzení, a to formou sloupů tryskové injektáže provedených z úrovně terénu pod základovou spáru pilířů. Dále byla provedena nízkotlaká injektáž jádra pilířů z úrovně mostovky prostřednictvím vrtů v rozteči cca 700 mm vyplněných jílocementovou injektážní směsí. Důvodem tohoto opatření byla zjištěná vysoká mezerovitost vnitřku pilířů za lícovým zdivem.

Ze stejné úrovně byly provedeny ve vybraných pilířích zemnicí mikropiloty, které budou sloužit pro omezení vlivu bludných proudů na konstrukci mostovky převádějící elektrifikovanou trať.

Dále byly u mostu přes Vltavu mezi Štvanicí a Bubenským nábřežím provedeny těsněné štětovnicové jímky pro injektáž základu pilířů a opravu spárování zdiva dříku pilířů.

Nosná konstrukce mostu přes ulici Pernerova – SO 14-01 byla provizorně zdvižena o 2,5 m na ocelové konstrukci podepřené na bocích opěr na příhradových ocelových stojkách a u ocelových částí bylo provedeno jejich očištění a obnova PKO. Stávající úložné prahy byly odbourány, ložiska demontována a provedeno zesílení opěr pomocí mikropilot vrtaných z úrovně vršku opěry. Vzhledem k odlišnému směrovému vedení kolejí v novém stavu byla nosná konstrukce v řádu centimetrů příčně i podélně posunuta a spuštěna na nová ložiska uložená na nově vybetonované úložné prahy. Po odstranění stávající PKO byly zjištěny povrchové poruchy materiálu pásnic i nosníků, proto byla provedena podrobná diagnostika, která vyloučila možnou lamelaci materiálu a ověřila pouze povrchový charakter vady materiálu.

Pro zajištění stability a zachování tvaru kleneb při odtěžování zásypu jejich rubu byly na části kleneb mostu SO 14-13 na Štvanici již provedeny podpěrné skruže. Provádí se bourání zábradlí a říms mostu a postupné odebírání zásypu z rubu kleneb, s následnou diagnostikou stavu rubu kleneb a průčelních zdí.

U cihelných mostů SO 14-02 a 14-04 bylo po předchozím podskružení kleneb provedeno odebrání zásypu rubu kleneb a diagnostika stavu jejich rubu.

5. DOPLŇKOVÉ PRŮZKUMY

Jako podklad pro stanovení rozsahu výměn zdicích prvků je prováděn na 20 % kleneb Doplňkový stavebně technický průzkum (DSTP). Pro zadavatele rekonstrukce mostu jej zpracovává Kloknerův ústav ČVUT ve spolupráci s Fakultou stavební a je prováděn velmi podrobně v rozsahu:

• vizuální prohlídka přístupných a diagnostikovaných konstrukcí,
• odběr vzorku zdiva a jeho úprava pro destruktivní zkoušky pevnosti v tlaku,
• destruktivní zkoušky pevnosti zdiva v tlaku,
• stanovení objemové hmotnosti, nasákavosti, koeficientu změkčení,
• nedestruktivní zkoušky pevnosti zdicího prvku a malty v tlaku In‑situ,
• orientační měření vlhkosti zdicího prvku příložným vlhkoměrem,
• stanovení převodního součinitele mezi nedestruktivně a destruktivně zjištěnou pevností zdicího prvku v tlaku,
• stanovení pevnosti zdiva v tlaku dle EN.

Oba tyto doplňující průzkumy zevrubně zkoumají stav každého zdicího prvku, zda může být ponechán v konstrukci nebo zda má být nahrazen novým. Rozsah výměny zdiva byl již v době zpracování projektu stanoven na základě vizuálního hodnocení poškození kamenů a cihel restaurátorským průzkumem. Doplňující průzkumy zpřesňují a doplňují navržený rozsah na základě vyhodnocení pevnosti a dalších vlastností jednotlivých zdicích prvků. Konečný návrh rozsahu oprav jednotlivých kleneb tak na základě výsledků průzkumů stanoví projektant ve spolupráci se zástupci orgánů památkové péče.

6. DALŠÍ PŘEDPOKLÁDANÝ PRŮBĚH REKONSTRUKCE

Další postup rekonstrukce bude probíhat podle zpracované projektové dokumentace a bude zahrnovat u klenbových mostů tyto kroky:

• výměna zdicích prvků (kamenů/cihel), které nesplňují požadované vlastnosti nebo kompletní přezdění kleneb,
• provedení vyrovnávky na rubu kleneb ve formě cementové mazaniny a pojistné izolace na rubu kleneb a průčelních zdí, odvodněné drenáží napojenou na nové svody odvodnění,
• výplň rubu kleneb mezerovitým betonem,
• hloubkové spárování zdiva,
• provedení železobetonové roznášecí desky žlabu kolejového lože, s mírně vykonzolovanými římsovými nosníky, položení SVI,
• nový systém odvodnění (bude provedeno v ose mostu do prostoru pod klenby a svedeno svislými svody na boku mostu do rekonstruované kanalizace),
• vybudování nových železobetonových říms, s osazením zábradlí a stožárů TV.

Finální vzhled typické klenby z kamenného zdiva s novou roznášecí deskou a římsou – viz obrázek 7.

U mostu SO 14-03 přes ulici Prvního pluku bude demontována stávající ocelová nýtovaná nosná konstrukce a po úpravě spodní stavby (nový úložný práh založený na MP vrtaných skrze dřík opěry do podloží pod základovou spárou) bude namontována nová NK, která je navržena jako ocelová příhradová konstrukce s průběžným kolejovým ložem a spodní mostovkou (obrázek 8).

U mostu SO 14-07 přes ulici Křižíkova bude demontována stávající nosní konstrukce tvořená předem předpjatými železobetonovými nosníky, příčně spínanými a tvořícími společně nosný rošt. Bude nahrazena konstrukcí navrženou jako železobetonové rámy s vylehčením příčle, spřaženou ocelobetonovou konstrukcí s proměnnou výškou průřezu příčle od 1,325 m do 1,70 m (obloukový podhled). Příčle jsou vetknuté do železobetonových stěn opěr tloušťky 1,5 m s náběhem v rámovém rohu, založených na soustavě mikropilot. Opěry budou obloženy kamenem, vzhledově bude obklad odpovídat stávajícím kamenným konstrukcím viaduktu (obrázek 9).

Ve finále po dokončení rekonstrukce mostů bude provedeno položení nového železničního svršku včetně antivibračních rohoží a instalace vedení zabezpečovacího zařízení, sdělovacího zařízení, EOV, osvětlení, trakčního vedení apod. Budou obnoveny povrchy komunikací a chodníků poškozené při rekonstrukci a znovu instalovány přístřešky autobusových stání na autobusovém nádraží Florenc dočasně demontované po dobu rekonstrukce mostu.

7. ZÁVĚR

Jelikož se jedná o rekonstrukci a navíc stavbu v městské zástavbě, jedná se o náročné podmínky nejen pro zhotovitele, ale i pro TDI a autorský dozor projektanta z hlediska časové náročnosti i nutných změn na základě skutečně zastiženého stavu. Stavba se nachází teprve ve svojí první čtvrtině a větší rozsah stavebních prací teprve bude realizován.

Z hlediska projektanta konajícího AD ji vnímáme jako velmi náročnou, nicméně z hlediska získávání zkušeností i velmi zajímavou.

Věříme, že jsme svým návrhem rekonstrukce přispěli k rehabilitaci tohoto jedinečného inženýrského díla, které po dokončení opravy bude nejen znovu plnit svoji funkci převádění železniční dopravy, ale stane se časem i součástí městského prostoru tím, že na provedenou rekonstrukci mostu naváže v dohledné době využití prostor pod mostem (obrázek 10) plánované Magistrátem hlavního města Prahy tak, jak je tomu v jiných světových metropolích (Paříž, Vídeň nebo Curych).

Příspěvek byl uveden na konferenci Železniční mosty a tunely 2018.

The Reconstruction of the Negrelli Viaduct
From April 2017, the Negrelli Viaduct has been completely reconstructed in line with the project documentation prepared by the designers of SUDOP PRAHA a. s. The goal of the reconstruction of the bridge is the restoration of its good technical condition and ensuring the parameters necessary for the operation of the modernised railway track on the bridge. The reconstruction will primarily allow GC spatial throughput, D4 track load class, adjustment of geometric parameters of the track to remove the local speed limits, a sufficient track capacity, compliance with hygiene noise and vibration limits, and, last but not least, the replacement of unsatisfactory structures and facilities, as well. It is an intangible cultural heritage, which is why the construction is also demanding as to the prescribed conditions and the extent of additional survey works.

Autor

• Ing. Martinek Tomáš