Zabezpečení podjezdných výšek na vltavské vodní cestě – mostní objekty na plavebním kanále Vraňany – Hořín

• Foto

HLAVNÍ CÍLE PROJEKTU ZABEZPEČENÍ PODJEZDNÝCH VÝŠEK

Hlavním cílem projektu je vyřešení nedostatečného parametru Vltavské vodní cesty v úseku Mělník – Praha (Holešovice) tzn. v oblasti laterálního Vraňansko‑hořínského plavebního kanálu a v úseku Troja – Podbaba. V úseku Vraňany – Hořín (u města Mělník), který byl předmětem zpracování dokumentace pro stavební povolení (DSP) a navazující dokumentace PDPS, se jedná o parametr podjezdné výšky pod mostními objekty, který v současné době dosahuje pouze 4,50 m a z hlediska využitelnosti lodní dopravy je tzv. „úzkým místem“. Pro umožnění proplutí velkých osobních lodí, přepravu nadměrných nákladů a pro další rozvoj plavby jako ekologické formy dopravy, byl stanoven parametr podjezdné výšky 7,0 m pro nejvyšší plavební hladinu kanálu, která je cca o 0,6 m výše než stávající hladina. Uskutečněním celého projektu dojde k oživení lodní dopravy, což umožní následný rozvoj obcí a celého přilehlého regionu. V neposlední řadě dojde také k obnově původního historického významu plavebního kanálu, který byl vybudován v letech 1903 – 1905 a v době svého vzniku patřil k největším technickým dílům svého druhu v celé habsburské monarchii.

Plavební je nemovitou kulturní památkou číslo rejstříku ÚSKP 33582/2‑3683. Vlastní mostní objekty nejsou součástí této nemovité kulturní památky, ale dotváří její prostředí a charakter. Návrh technického řešení byl v rámci DÚR prováděn ve spolupráci s architektem (atelier Prostor 008) a pracovníků památkové péče.

Předmětem projektu v oblasti zabezpečení podjezdných výšek na vltavské vodní cestě je rekonstrukce pěti mostních objektů v rámci samostatných staveb:

• 001 – Silniční most na silnici III/24635 – Vrbno
• 003.A – Silniční most na místní komunikaci – Lužec nad Vltavou
• 003.B – Železniční most ev. km 2,622 – Lužec nad Vltavou
• 003.C – Silniční most na místní komunikaci – Vraňany
• 004 – Silniční most na silnici III/24635 – Lužec nad Vltavou

Stavby 003 jsou souborem staveb Zdvižné mosty, který řeší komplexně problematiku pohyblivých zdvižných mostů.

Zahájení stavebních prací na výše uvedených stavbách je plánováno již na poslední čtvrtletí roku 2018. Dokončení hlavních stavebních prací by pak mělo být do poloviny roku 2020.

Dále je rámci tohoto projektu předpokládá realizace stavby 002 – Úprava hospodářských mostů, u které byla zahájena projektová příprava a jejímž předmětem je rekonstrukce dvou hospodářských mostů. 

V rámci daného území plavebního kanálu je investorem ŘVC ČR souběžně připravována stavba „Úprava ohlaví PK Hořín“ a stavba na úpravu dna koryta kanálu (tzv. „prohrábky“).

Jak již bylo uvedeno, vyřešení parametru podjezdné výšky je přímo spojeno s úpravou mostních objektů. Mostní konstrukce převážně z období výstavby plavebního kanálu jsou v současné době na konci své životnosti a jejich provoz je možný pouze s omezením zatížitelnosti.

Rekonstrukcí mostních konstrukcí bude zajištěn nejen požadovaný parametr podjezdné výšky, ale také dojde ke zvýšení kapacity dopravního spojení na ostrovní oblast mezi řekou Vltavou a plavebním kanálem. Nově navrhované konstrukce budou splňovat požadavky platných ČSN resp. ČSN EN a veškeré parametry vodní cesty.

Základním řešením pro mostní konstrukce byly nepohyblivé mostní objety. Pohyblivé mostní objety byly navrhovány pouze v případech, kdy nebylo možné jiné technické řešení při překonání překážky plavebního kanálu.

Základní ideou návrhu rekonstrukce mostů je zachování autentické atmosféry plavebního kanálu, tzn. respektování charakteru původních mostních konstrukcí. Z hlediska architektonického působení jsou navrhovány jak volné konstrukční repliky mostních konstrukcí zohledňující současný vývoj mostního stavitelství, tak i novodobé moderní mostní konstrukce kombinující trámové a obloukové působení. Důležitým sjednocujícím prvkem všech mostů je kamenný obklad ve skladbě kyklopského zdiva z kvarcitu doplňované o nárožní kameny z žuly, který je typický pro původní mostní konstrukce.

Z pěti řešených mostních objektů jsou dva mosty řešeny s trvalým zdvihem nivelety převáděné komunikace, tzn. nepohyblivé mosty s výškovou a směrovou úpravou navazujících komunikací. Zbylé tři mosty jsou navrhovány se zajištěním podjezdné výšky pomocí zdvihu, tzn. jako pohyblivé zdvižné mosty.

SILNIČNÍ MOST NA SILNICI III/24635 – VRBNO

Stávající přemostění je tvořeno provizorní ocelovou konstrukcí typu TMS (těžká mostová souprava) na rozpětí 25,0 m, která v roce 1999 nahradila původní ocelovou příhradovou konstrukci.

Předmětnou stavbou je řešena kompletní rekonstrukce tohoto stávajícího mostu tak, aby vyhovoval požadavku podjezdné výšky včetně výhledového rozšíření kanálu z 20 na 40 m.

Most je navržen o třech mostních otvorech. Konstrukční uspořádání v hlavním mostním otvoru vychází z koncepce Langrova trámu, tzn. trámu ztuženého obloukem. Nosná konstrukce o rozpětí 57,0 m je navrhována jako ocelová se spřaženou ocelobetonovou mostovkou. Propojení oblouku a nosníku je navrženo pomocí tyčových závěsů situovaných kolmo k oblouku do tvaru tzv. „harfa“. Ve vedlejších mostních tvorech o světlosti 4,5 resp. 5,5 m je navržena železobetonová rámová uzavřená konstrukce jejíž čelní stranu tvoří dvojice pilířů s úložným prahem pro uložení nosné konstrukce hlavního pole.

Pro dosažení požadované podjezdné výšky je navrhován zdvih nivelety cca 2,8 m oproti stávající niveletě. V délce cca 400 m je upraveno výškové i směrové vedení silnice III/24635 v kategorii S 7,5/50 tak, aby navazovala na směrové vedení stávající komunikace na obou březích.

V souvislosti s úpravou hlavní trasy jsou posunuty sjezdy na účelové komunikace a obnoveny stávající potahové stezky podél plavebního kanálu zajišťující přístup k přilehlým pozemkům, které budou sloužit po dobu stavby jako provizorní objízdná trasa.

Součástí úprav těchto komunikací je i stabilizace hrany koruny obratiště na pravém břehu podél komunikace. Pro zajištění bezpečnosti plavby jsou před pravobřežní opěrou navržena plavební svodidla.

Stávající vedení vodních závlah ∅ 400 bude přeloženo pod plavební kanál řízeným podvrtem.

003.A – SILNIČNÍ MOST NA MÍSTNÍ KOMUNIKACI – LUŽEC NAD VLTAVOU

Stávající přemostění v ul. 9. května je tvořeno trámovou spřaženou ocelobetonovou konstrukcí s horní ŽB deskou mostovky o rozpětí 25,0 m z roku 1975. Most prošel v roce 2014 rekonstrukcí.

Předmětnou stavbou je řešena kompletní rekonstrukce při zachování stávající nivelety (směrově i výškově). Dosažení požadované podjezdné výšky je navrhováno pomocí zdvihacího mechanizmu se zdvihem 2,0 m (pohyblivý most). Místní komunikace navržená v kategorii MO1k 5,5/4,5/30 bude v navazujících úsecích pouze směrově a výškově vyrovnána. Součástí úpravy komunikace jsou i sjezdové rampy na korunu hráze plavebního kanálu.

Nosná konstrukce mostu je konstruována jako novodobá replika původního mostu z roku 1905 respektující tvarosloví tzn. vnější obrysy, rozmístění příhrad a sklon diagonál. Nová mostní konstrukce je tedy navržena jako trámová příhradová ocelová svařovaná s dolní přímopojížděnou ortotropní mostovkou na rozpětí 25 m.

Spodní stavba mostu je navržena jako monolitická železobetonová s kamenným obkladem koncipovaná jako technologická místnost (tzv. krabicová opěra) pro umístění veškeré technologie zdvihacího zařízení vč. dálkového ovládání. Z geologické skladby podloží bylo rozhodnuto, že most bude založen hlubinně na sloupcích tryskové injektáže vyztužených mikropilotami.

Zdvižný mechanismus je tvořen čtveřicí hydraulických válců. Pohon zvedacího mechanismu mostu je řešen prostřednictvím elektrohydraulického systému. Každá dvojice lisů na jedné opěře je řízena vlastním hydraulickým agregátem o výkonu 2 × 11,0 kW (celkem 44 kW). Hydraulický agregát je s těmito válci propojen prostřednictvím vysokotlakého potrubního rozvodu. Rychlost zdvihu je 20 mm/s a rychlost spouštění je 40 mm/s. Na povodní straně kanálu jsou navrženy dva vodící pylony zdvihu mostu, které budou zajišťovat polohu nosné konstrukce při zdvihu a spouštění prostřednictvím kolového vedení po vodících lištách umístěných na těchto pylonech.

Z hlediska celkového času přerušení silniční dopravy je potřebný interval ~15 min. S ohledem na malou vzdálenost cca 90 m od železničního mostu řešeného v rámci Stavby 003.B je zdvih koncepčně řešen tak, aby oba mosty byly uvedeny do koncové polohy ve stejný časový okamžik.

Stávající vedení inženýrských sítí (vodovod a CETIN) bude přeloženo pod plavební kanál řízeným podvrtem nebo do nově vybudovaného kabelového multi‑kanálu pode dnem plavebního kanálu.

Pro zajištění bezpečnosti plavby bude mostě osazena signalizace a značení a před opěrami budou vybudována plavební svodidla z ocelových štětovnic s ŽB římsou.

003.B – ŽELEZNIČNÍ MOST EV. KM 2,622 – LUŽEC NAD VLTAVOU

Stávající přemostění je tvořeno původní příhradovou nýtovanou konstrukcí kosoúhlé soustavy se svislicemi s dolní prvkovou mostovkou na rozpětí 26,8 m z roku 1896.

Předmětnou stavbou je řešena kompletní rekonstrukce stávajícího mostního objektu na jednokolejné železniční trati Vraňany – Lužec nad Vltavou při zachování její stávající nivelety (směrově i výškově). V nezbytně dlouhých úsecích (cca 80 m na obě strany mostu) bude obnoven železniční svršek.

Návrh nové mostní konstrukce je dán především požadavkem na minimální stavební výšku. Pro rozpětí 29,0 m, které je dáno zejména situováním opěr pro řešení jako kolmý most, byla vybrána konstrukce s dolní mostovkou s přímým upevněním koleje tvarově navazující na původní mostní příhradovou konstrukci tzn. přímopásová pravoúhlé soustava se sestupnými diagonálami.

Dosažení požadované podjezdné výšky je navrhováno pomocí pohyblivého zdvižného mostu se zdvihem 3,15 m. Zvedací mechanismus mostu je řešen koncepčně shodně se stavbou 003.A. Výkon hydraulických agregátů je však nutný 2 × 15,0 kW (celkem 60 kW). Rychlost zdvihu je 20 mm/s se snížením na 10 mm/s při současném zdvihu se silničním mostem 003.A. Spouštění je možné s rychlostí 40 mm/s. Z hlediska celkového času přerušení železniční dopravy je potřebný interval ~15 min. Jedná se o první železniční most v ČR, který bude v reálném provozu fungovat jako pohyblivý. Této skutečnosti odpovídala i náročnost projektové přípravy a následné projednání se SŽDC. Pro podmínky provozu SŽDC bude nutné v rámci realizace vyvinout kolejnicové dilatační zařízení včetně jeho zabezpečení. Koncepčně se bude vycházet z realizovaných staveb v Holandsku.

Řešení spodní stavby, jejího založení a úprav břehů je shodná stavbou 003.A.

Veškeré inženýrské sítě budou vedeny v nově vybudovaném kabelového multi‑kanálu pode dnem plavebního kanálu.

003.C – SILNIČNÍ MOST NA MÍSTNÍ KOMUNIKACI – VRAŇANY

Stávající přemostění je tvořeno trámovou spřaženou ocelobetonovou konstrukcí se dvěma nýtovanými hlavními nosníky a horní ŽB deskou mostovky s přímopojížděnou izolací na rozpětí 15,8 m. Most prošel v roce 2004 rekonstrukcí nosné konstrukce. V místě mostu je šířka plavebního kanálu pouze 12 m, což je dáno rozměry původního povodňového uzávěru z roku 1905.

Předmětnou stavbou je řešena kompletní rekonstrukce tohoto stávajícího mostního objektu na místní komunikaci ve Vraňanech při zachování její stávající nivelety (směrově i výškově). V nezbytně dlouhých úsecích (cca 20 m) bude obnoven kryt vozovky a zapojen nově navrhovaný jednostranný chodník šířky 1,5 m. Kategorie místní komunikace v upravovaném úseku je navržena MO1 5,5/4,5/30.

Návrh nosné konstrukce mostu vychází z koncepce Langrova trámu tzn. hlavní nosník podporovaný obloukem pomocí sestavy radiálně umístěných závěsů. Architektonickým záměrem bylo vytvoření nové vstupní brány do plavebního kanálu.

Dosažení požadované podjezdné výšky je navrhováno pomocí zdvihacího mechanizmu se zdvihem 2,3 m (pohyblivý most). Zvedací mechanismus mostu je řešen koncepčně shodně se stavbou 003.A. Výkon hydraulických agregátů je však nutný 2 × 7,5 kW (celkem 30 kW). Rychlost zdvihu je 20 mm/s a rychlost spouštění je 40 mm/s.
Z hlediska celkového času přerušení silniční dopravy je potřebný interval ~13 min.

Moderní nosná konstrukce mostu je navrhována jako celosvařovaná ocelová s ortotropní přímopojížděnou mostovkou na rozpětí 23,0 m. Řešení spodní stavby, jejího založení a úprav břehů je shodná stavbou 003.A.

Pro zajištění bezpečnosti plavby bude na mostě osazena signalizace a značení a před opěrami budou vybudovány plavební svodidla, která navazují na stávající povodňový uzávěr s plavebním profilem šířky 20 m. Tímto bude zajištěn plavební profil šířky min. 20 m v celé délce plavebního kanálu.

Vedení inženýrských sítí bude přeloženo pod plavební kanál řízeným podvrtem nebo do nově vybudovaného kabelového multi‑kanálu pode dnem plavebního kanálu.

Součástí stavby je i páteřní kabelová trasa dálkového řízení zdvihu mostů Vraňany – Hořín, která propojuje jez ve Vraňanech s řídicím velínem PK Hořín. Celková délky kabelové trasy je ~11 km.

003 – ŘÍDICÍ SYSTÉM ZDVIŽNÝCH MOSTŮ

Nedílnou součástí souboru staveb 003 – Zdvižné mosty je Řídicí systém zdvihu mostů (ŘSZM). Při návrh byl kladen důraz na bezpečnost a spolehlivost ŘSZM. Z provedené rizikové analýzy (simulace nouzových stavů) byla navržena redundantní opatření tak, aby se minimalizovaly dopady poruchy nebo výpadku některé z komponent systému na provoz a jeho bezpečnost.

Ovládání zdvižných mostů bude z obslužných pracovišť v plavební komoře Hořín (hlavní pracoviště) a na jezu ve Vraňanech (záložní pracoviště). Systém bude obsahovat ovládací počítače v Hoříně a ve Vraňanech, technologické počítače v místech zdvižných mostů, kamerový systém, místní komunikační systém (rozhlas a interkom), systém EZS a klimatizaci technologických místností. Celý systém bude řešen jako uzavřená LAN síť tak, aby byly vyloučeny vnější interakce (hackerské útoky apod.).

Řídicí systém bude vybaven speciálně vyvinutým SW vč. související úpravy stávajících lodních informačních systémů (PLAVBA, LAVDIS, RIS apod.). SW řídicího systému bude řešen s intuitivní grafikou pro ovládání systému a vlastní ovládací logikou. Řídicí systém bude zajišťovat strategické modelování a řízení pohybu plavidel mezi plavebními komorami Hořín a Miřejovice a časové modelování otevírání mostů.

Systém je koncipován tak, aby umožňoval obsluhu jedním pracovníkem společně s ovládáním plavební komory Hořín.

Specializované části technologie zdvihů mostních objektů a jejich řízení byly projektovány ve spolupráci s odborníky na danou problematiku ze společností ARGO – HYTOS Protech s. r. o. na hydraulické části, ALLCONS Industry s. r. o. na strojní části a HRP Servis na řídicí systém zdvižných mostů.

004 – SILNIČNÍ MOST NA SILNICI III/24635 – LUŽEC NAD VLTAVOU

Stávající přemostění na silnici III/24635 je tvořeno příhradovou provizorní konstrukcí typu MS (mostová souprava) na rozpětí 26,5 m, která byla v roce 1999 vložena do původní nýtované příhradové mostní konstrukce z roku 1905.

Předmětnou stavbou je řešena kompletní rekonstrukce stávajícího mostního objektu na silnici III/24635 tak, aby vyhovoval požadavku podjezdné výšky. Pro rozpětí 35,0 m, které je dáno situováním opěr v koruně hrází plavebního kanálu, byla vybrána konstrukce s dolní mostovkou kombinující trámové a příhradové působení tvarově navazující na původní mostní příhradovou konstrukci tzn. zakřivený horní pás a pravoúhlá soustava se sestupnými diagonálami. Nosná konstrukce je navrhována jako ocelová svařovaná se spřaženou ocelobetonovou mostovkovou částí.

Navrhovaným architektonickým řešením bude soumostí tří mostů v Lužci nad Vltavou (003.A, 003.B a 004) opět vytvářet ojedinělou původní kompozici v daném úseku plavebního kanálu.

Spodní stavba je navržena jako monolitická železobetonová s kamenným obkladem. Založení mostu je navrženo na velkoprůměrových pilotách. Pro dosažení požadované podjezdné výšky je potřený zdvih nivelety cca 2,8 m oproti stávající niveletě. V souvislosti se zdvihem nivelety je navrženo směrové vedení upravovaného úseku komunikace v odsunuté poloze cca o 45 m ve směru Vraňany.

Komunikace je v upravovaném úseku doplněna o jednostranný chodník šířky 2,0 m, tzn. v kategorii MO2 9,0/7,5/30. Délka přeložek navazujících komunikací je cca 200 m na obou březích. 

Z prostorových důvodů jsou navrženy podél komunikací opěrné zdi, které zajistí omezené územní nároky na přeložení komunikací.

Stávající vedení inženýrských sítí bude přeloženo pod plavební kanál řízeným podvrtem. Původní mostní konstrukce silničního mostu bude zcela odstraněna včetně spodní stavby.

ZDROJE A LITERATURA:
[1] Vizualizace mostů: atelier Prostor 008 s. r. o.
[2] Zabezpečení podjezdných výšek na vltavské vodní cestě soubor staveb „plavební kanál Vraňany – Hořín“, DÚR 05/2010, SUDOP PRAHA a. s.

Underpassable Hights on the Vltava Water Route – Bridges Across Navigation Canal Vraňany – Hořín
During 2017, the association of companies SUDOP PRAHA a. s. and VPÚ DECO PRAHA a. s. and firm PONTEX s. r. o. completed the Design Documentation for the Execution of Construction (PDPS) of individual bridges across navigation canal Vraňany – Hořín for investor Directorate of Waterways of the Czech Republic (ŘVC ČR). A technical design followed the documentation for a zoning permit (DÚR) which had been drawn up by SUDOP PRAHA a. s. during 2010. The integral part of the contract for ŘVC ČR was a civil engineering activity aimed at ensuring building permits and an associated contractual property agenda.

Autoři

• Ing. Vlasák Martin
• Ing. Šindler Daniel Ph.D.