Rekonštrukcia mosta Zlatné ev. č. 18-264 na ceste I/18

• Foto

MOST PRED REKONŠTRUKCIOU
Jedná sa o trojpoľový združený rám s rozpätím jednotlivých polí 41,7 + 64,0 + 41,7 m s kĺbom uprostred hlavného poľa. Nosnú konštrukciu mosta tvorí dodatočne predpätá dvojkomorová konštrukcia rámovo spojená so železobetónovými piliermi, ktoré sú založené plošne rebrovými základovými doskami. Nosná konštrukcia má podĺžke premennú výšku od 1,680 m v krajných poliach po 3,70 m nad piliermi. Celková dĺžka nosnej konštrukcie je 148,50 m. Driek pilierov výšky cca 12,5 m tvoria dva stĺpy premenného prierezu. Krajné opory s členeným driekom sú obdobne založené plošne. Betón zistený zo vzoriek nosnej koštrukcie odpovedá triede C50/60 a piliere triede C30/37. Predpätie komorovej konštrukcie je pozdĺžne káblami z patentovaných drôtov 24∅P7 mm a priečne káblami z drôtov 12∅P7 mm. Nosná konštrukcia je na úložný prah krajných opôr uložená prostredníctvom oceľových valčekových ložísk.

Na mostnom objekte bola aplikovaná v tom čase pomerne nová technológia výstavby letmou betonážou. Letmá betonáž bola navrhnutá s riešením umiestnenia kĺbu s pohyblivými valčekovými oceľovými ložiskami v strede hlavného poľa a vzájomným zopnutím koncov oboch vahadiel zvislými tyčami. Takéto riešenie v čase návrhu malo svoje logické vysvetlenie no s odstupom času sa ukázalo ako zdroj rozsiahlych porúch na nosnej konštrukcii a príslušenstve mosta.

Poruchami vo vozovke v mieste kĺbu a revíznymi otvormi vo vozovke dochádzalo k zatekaniu do komôr nosnej konštrukcie, dôsledkom čoho boli miesto kĺbu a nižšie položené nadpilierové oblasti silno degradované. Oslabením zvislého zopnutia dochádzalo k nepriaznivým pohybom konštrukcie, ktoré spôsobili natočenie a znefunkčnenie ložísk na krajných oporách. Zároveň bol zaznamenaný pre cestnú dopravu nekomfortný trvalý priehyb v strede hlavného poľa 150 mm.

Na moste bol po pretrhnutí tyčí zvislého zopnutia konzol nosnej konštrukcie v mieste kĺbu v januári 2012 vyhlásený havarijný stav a urýchlene bola realizovaná obnova štyroch porušených zvislých predpínacích jednotiek. Počas kritického stavu na moste došlo k závažným zmenám v chovaní sa mosta s tendenciou jeho zhoršovania. Po tejto udalosti bol evidovaný technický stav mosta ako V. zlý a v priebehu roka 2013 sa pripravoval projekt rekonštrukcie. Na moste bol začiatkom roka 2014 opäť vyhlásený havarijný stav a pristúpilo sa k realizácii komplexnej rekonštrukcie mostného objektu.

CELKOVÁ KONCEPCIA REKONŠTRUKCIE MOSTA
Komplexná rekonštrukcia mosta predstavovala odstránenie mostného zvršku, demoláciu strednej časti nosnej konštrukcie vrátane oceľových ložísk, nové zmonolitnenie susedných koncov stredného poľa nosnej konštrukcie a jej zosilnenie externými káblami, obetónovanie pilierov a vytvorenie vrubových kĺbov v spodnej časti pilierov, výmenu ložísk na krajných oporách, nové záverné stienky a prechodové oblasti mosta, sanáciu nosnej konštrukcie a krajných opôr, výmena mostného zvršku. 

Vzhľadom na rozsah a náročnosť rekonštrukcie, pri ktorej bol zmenený statický systém pôsobenia nosnej konštrukcie bolo nutné dodržať základné etapy výstavby navrhnuté v projektovej dokumentácii. Stavba bola rozdelená na tri samostatné stavebné objekty: 101 Úprava cesty I/18, 102 Obchádzková trasa a 201 Most Zlatné ev. č. 18‑264. Úvodné stavebné práce sa uskutočnili na existujúcich cestách III. triedy, ktoré sa rozšírením, obnovou a zosilnením vozovky pripravili na bezpečné presmerovanie dopravy po uzávere mosta. Náhradná obchádzková trasa v dĺžke 1,065 km priniesla vodičom minimálne zdržanie.

Búracie práce
Po presmerovaní dopravy z mosta sa začalo s frézovaním vozovky a kompletnou demoláciou mostného zvršku. Následne jednou z najvýznamnejších etáp predstavovalo vyrezanie stredovej časti nosnej konštrukcie vrátane poškodeného kĺbu. Ďalšie búracie práce súviseli s odstránením záverných múrikov na krajných oporách a odťažením prechodových oblastí mosta. Pri odstraňovaní degradovaných častí mosta a príprave potrebných montážnych otvorov sa využívala technológia rezania betónových konštrukcií diamantovým lankom a rezanie pílami.

Rekonštrukcia a zosilnenie nosnej konštrukcie a spodnej stavby mosta
Po odstránení porušeného kĺbu a priľahlej časti nosnej konštrukcie v šírke 2,8 m v strede hlavného poľa, sa realizovali práce spojené s debnením, armovaním a betonážou novej stredovej časti. Tvar rešpektuje pôvodný dvojkomorový prierez v danej oblasti mosta. Zmonolitnenie novej a starej časti konštrukcie je zabezpečené spriahajúcimi tŕňmi a zároveň zopnutím oboch častí závitovými tyčami ∅ 40 mm po obvode z materiálu Y1050H St 950/1 050 MPa (celkom 32 ks).

Po zmonolitnení nosnej konštrukcie sa pristúpilo k najnáročnejšej etape, ktorá predstavovala vytvorenie vrubových kĺbov v dolnej oblasti pilierov. Vrubové kĺby (celkom 4 ks) bolo nutné realizovať vzhľadom k veľkému ohybovému namáhaniu pilierov po zmene statického systému a následnom predopnutí nosnej konštrukcie. Aby vytvorené vrubové kĺby plnili v budúcnosti správne svoju funkciu, vyžadovala sa pri ich realizácii vysoká precíznosť stavebných prác.

Pred realizáciou vrubových kĺbov boli na zachytenie sústredných namáhaní vytvorené ŽB vence po obvode stojok nad i pod budúcim vrubovým kĺbom. Do nich bolo vnesené tlakové napätie pomocou predpínacích tyčí ∅ 36 mm z materiálu Y1230H St 1080/1 230 MPa (celkom 6 ks). Pre správnosť prevedenia kĺbu a vytvorenia kŕčku kĺbu bol najskôr pilier prevŕtaný 2 vrtmi, ktoré vymedzovali rozmery a veľkosť budúceho kĺbu. Vrubové kĺby sa vyrezali pílami do hĺbky 700 mm v pozdĺžnom smere mosta a do cca 50 mm v priečnom smere mosta (po zvislú výstuž).

Súčasne sa s realizáciou vrubových kĺbov vykonávali práce na komplexnej sanácii vonkajších ako aj vnútorných plôch nosnej konštrukcie, vytvárali sa otvory a dobetonávky priečnikov a deviátorov v komorách na kotvenie externých káblov predpätia. Zároveň prebiehalo zosilnenie pilierov ich obetónovaním v hr. 100 – 150 mm s pridaním kari sietí a uskutočnila sa výmena ložísk na krajných oporách.

Po takto pripravenej nosnej konštrukcii a pilieroch sa pristúpilo k osadeniu oceľových priehradových deviátorov z ocele S 355 pod novú stredovú lamelu mosta, ktoré zabezpečili zvýšenie účinkov predpätia zväčšením excentricity voľne vedených externých káblov.

Poslednou etapou v rámci zosilnenia nosnej konštrukcie bolo predopnutie 4 ks externých 22 lanových káblov. Boli zvolené laná z materiálu Y1860S7 St 1600/1 860 MPa s priemerom ∅ 15,7 mm a prierezovou plochou 150 mm². Externé káble sú plynulo vedené v oceľovom deviátore, ďalej prechádzajú do vnútra komôr spodnou doskou až za nadpilierové priečniky kde sú zakotvené do dobetonávok.

Zmonolitnením a predopnutím nosnej konštrukcie, a vytvorením vrubových kĺbov v dolnej časti pilierov došlo k zmene statického systému na 2 kĺbový združený rám.

Obnova vybavenia mosta a dokončovacie práce
Rekonštrukcia mostného objektu zahŕňala aj kompletnú výmenu príslušenstva. Na hornú plochu nosnej konštrukcie sa vybetónovala vrstva spádového betónu v premennej výške, ktorá vyrovnala nerovnosti a trvalý priehyb mosta. Následné stavebné práce súviseli s betonážou záverných múrikov na oporách, realizáciou nových prechodových oblastí s prechodovými doskami, položením celoplošnej izolácie mostovky a betonážou ríms. Dokončovacie práce na mostnom objekte súviseli s osadením odvodňovacieho systému a mostných záverov, montážou záchytných zariadení, položením vozovky a terénnimi úpravami v okolí mosta. V záverečnej etape stavbených prác sa v rámci objektu 101 obnovil úsek cesty I/18 v priľahlej oblasti pred a za mostom.

Rozhodujúcim momentom ukončenia výstavby bolo uskutočnenie statickej zaťažovacej skúšky mosta, ktorá preukázala bezpečnosť zosilnenej mostnej konštrukcie. Následne sa mohla cestná doprava presmerovať z obchádzkovej trasy späť na cestu I/18.

DIAGNOSTIKA A MONITORING MOSTNEJ KONŠTRUKCIE
Počas stavbených prác sa vykonávala podrobná diagnostika mosta na overenie stavu predpínacej výstuže a betónu prvkov mosta. Aj napriek výraznému zatekaniu do komôr boli predpínacie jednotky v dobrom stave. Skúšky na odobratých vzorkách betónu nosnej konštrukcie a pilierov preukázali vyššie pevnosti než uvádzal pôvodný projekt.

Od uvedenia mostného objektu do prevádzky 11/2014 sa každé cca 3 mesiace uskutočňuje vyhodnotenie sledovania v rámci dlhodobého monitoringu po dobu 5 rokov užívania. Do súčasnej doby sa vyhodnotilo 5 etáp merania napätia v betóne novej stredovej lamely a napätí v externých predpínacích kábloch, merania pohybov ložísk a mostných záverov a merania posunov a pretvorení mostného objektu. 

Monitoring počas výstavby ako aj v priebehu doterajšej prevádzky nezaznamenal nepriaznivé chovanie mostnej konštrukcie, boli potvrdené predpoklady projektu a preukázala sa funkčnosť navrhnutého riešenia.

ZÁVER
Cieľom rekonštrukcie bolo odstránenie príčin havarijného stavu mosta, zvýšenie zaťažiteľnosti a zaistenie jeho ďalšieho bezpečného užívania. Vďaka úsiliu všetkých zúčastnených strán je možné konštatovať, že uvedený cieľ sa podarilo úspešne naplniť a renovovaný „Most Zlatné“ môže vďaka technicky náročnej a unikátnej rekonštrukcii ešte ďalšie roky plniť svoju funkciu. Hlavní účastníci stavby: investor Slovenská správa ciest; projektant Valbek s. r. o.; zhotoviteľ stavebných prác Hastra s. r. o.

Reconstruction of the Zlatné bridge No. 18‑264 on the road I/18
The Zlatné bridge over the valley is situated near Žilina city in northern Slovakia, carrying the busy road I/18. During 2012 – 2013, critical condition of some of its parts was detected. So it was decided to completely reconstruct the bridge. The superstructure of its main spans 41,7 m + 64,0 m + 41,7 m long was reinforced by external prestressed tendons and other parts of the bridge were renewed or replaced. The bridge reconstruction was successfully completed in November 2014.

Ing. Tatiana Bacíková pôsobí vo Valbek s. r. o. v Bratislave ako vedúca oddelenia mostných stavieb. Venuje sa návrhom projektov nových ako aj rekonštrukciou existujúcich mostných objektov na pozemných komunikáciách.

Autor

• Ing. Bacíková Tatiana