Železniční most přes dálnici A3 u Norimberka

• Foto

Projekt musel vyhovět požadavkům ze strany Ředitelství dálnic (Autobahndirektion). V tomto úseku je plánována celková rekonstrukce a rozšíření dálnice A3 z uspořádání 2 × 2 pruhy na 2 × 3 pruhy. Zároveň se most nachází v bezprostřední blízkosti dálniční křižovatky s dálnicí A73. Tudíž bylo nutné přemostit nově i nájezdy na tuto křižovatku. Ředitelství dálnic si v tomto případě dalo za podmínku i to, že v prostoru dělícího pásu nesmí být umístěn pilíř. Tyto okolnosti si vyžádaly nahrazení stávajícího železobetonového mostu z roku 1960 (viz obr. 1) o dvou polích s rozpětím 2 × 20 m.

Projekt byl zpracován ve stupni zadávací dokumentace. Kvůli požadavku na zvýšenou kontrolu projektu u důležitých staveb, mezi které patří i tato, nesmí být dle  německých pravidel stejný zpracovatel pro zadávací i prováděcí dokumentaci. Objemy oceli, betonu a betonářské a předpínací výztuže se v prováděcí dokumentaci nesmí lišit o více jak 5 %. Proto je tomuto projektu přikládána velká důležitost.

POSTUP VÝSTAVBY A POPIS NAVRŽENÉ KONSTRUKCE
V rámci studie byly vypracovány různé varianty přemostění. Klasická varianta s předpjatou železobetonovou konstrukcí o více polích byla zamítnuta ředitelstvím dálnic, kvůli již dříve zmiňovanému požadavku, že v dělícím pásu nesmí být pilíř. Z malé konstrukční výšky, která byla k dispozici, vyplynuly další uvažované varianty – prostorová příhradová konstrukce a obloukový most s dolní mostovkou. Z estetického hlediska byla nakonec vybrána varianta s ocelovým obloukem a dolní mostovkou (viz obr. 2). Přivaděč z dálniční křižovatky bude přemostěn železobetonovým předpjatým mostem o dvou polích. Celková délka železobetonového mostu je 33,3 m. Jeho střední pilíř je šikmý, opěra a krajní pilíř jsou kolmé. Obloukový most má rozpětí 74,8 m.

Postup výstavby je předurčen zejména požadavkem Ředitelství dálnic na co nejmenší a nejkratší omezení provozu na již dnes přetížené dálnici A3. Stavba započne vybudováním spodní stavby pro nový most. Výstavba předpjatého mostu a ocelového obloukového mostu bude z časových důvodů provedena současně. Ocelový most bude smontován v severní části staveniště. Poté bude přes dvě montážní podpory vysunut přes dálnici. Po dokončení obou mostů na ně bude převeden železniční provoz ze stávajícího (západního) mostu. Pak započne demolice stávajícího mostu, výstavba nových (východních) mostů proběhne stejným způsobem.

Z obr. 3 je patrné půdorysné uspořádání mostů. Ocelové obloukové mosty jsou totožné. Rozpětí mají 74,8 m a vzepětí oblouku je 12,95 m. Mostovka a oblouky jsou z oceli S355N. V horní části oblouků je diagonální zavětrování z HTR 250/16. Oblouky jsou konstantního průřezu o vnějším rozměru 0,85 × 1,0 m. Závěsy, rovnoměrně rozmístěné po 6,8 m, jsou z ocelových pásů o průřezu 250/50 mm. Závěsy jsou navrženy na nehodové zatížení při přetržení jednoho závěsu. Mostovka je ortotropní s kolejovým ložem. Podélné výztuhy jsou od sebe osově vzdáleny 0,5 m. Příčníky jsou ve třetinách rozpětí mezi závěsy (po 2,267 m). Táhlo je tvořeno svařovanými I-profily o výšce 2,5 m. Tato výška je z estetických důvodů stejná, jako je výška konstrukce předpjatého železobetonového mostu.

Tvar a konstrukční detaily oblouku jsou navrženy podle vzorových listů Německých drah (DB Planungsrichtzeichnung 804.9010). Podélný sklon konstrukce je 0,23 %. Před rekonstrukcí dálnice nebude zajištěna dostatečná podjezdná výška 5,0 m. Bylo proto nutné nosnou konstrukci navrhovat na náraz vozidla. Podélný řez je na obr. 4.

Šířkové uspořádání je patrné ze vzorových příčných řezů viz obr. 5 a 6. Most je založen plošně na Coburských pískovcích, maximální dovolené namáhání v základové spáře je 1,5 MPa. Pilíře jsou železobetonové a jejich dříky se směrem nahoru rozšiřují. Uložení na společném pilíři 30/31 je navrženo tak, aby byl pilíř od stálých zatížení  namáhán centricky.

Železobetonová část z betonu C35/45-XC4+XD1 je předepnuta dvěma skupinami kabelů. Kabely jsou kotveny za střední podporou v místě nulového momentu pomocí cibulových kotev. Kabely se předpínají z vnějších stran mostu. Návrh předpětí byl podstatně ovlivněn konstrukčním systémem a velmi konzervativním požadavkem na nerovnoměrné sednutí o velikosti 10 mm. Vypočtená hodnota sednutí pro danou geologii přitom činí necelých 1,5 mm.

DILATAČNÍ CHOVÁNÍ KONSTRUKCE
Na obloukovém mostě je pomocí unikátního zařízení – tzv. systému řídící tyče (Steuerstabsystem) – eliminována nutnost dilatovat koleje před a za mostem. Mechanismus řídící tyče je navržen tak, aby bylo dosaženo ideálního poměru rozdělení vodorovných sil působících na opěru a pilíř. Most je uložen na 4 všesměrně posuvných ložiscích. Příčné síly přenáší zarážky na koncových příčnících.

Podélné síly přenáší a přerozděluje již zmiňovaný mechanismus řídící tyče. Mechanismus je kotven na obou stranách do spodní stavby. Pod mostem je uložená řídící tyč (kruhová trubka), která je uložená kluzně v podélném směru. Do koncových příčníků je kotveno vahadlo. Pomocí vahadla jsou přerozdělovány podélné síly mezi mostní konstrukci a řídící tyč. Mechanismus je konstruován tak, že přes řídící tyč se přenáší jen okolo 10 % podélných sil. To umožňuje navrhnout poměrně subtilní tyč, běžně se průměr trubky pohybuje v rozmezí 133 až 168 mm. Uspořádání ložisek je uvedeno na obr. 8.

ODLIŠNOST PROJEKTOVÁNÍ PODLE NĚMECKÝCH NOREM
Mostní konstrukce byly projektovány s pomocí tzv. DIN-Fachberichte. Návrhové přístupy jsou totožné s normami soustavy EN. Rozdíl je ale v uživatelské přívětivosti německých norem. Například kompletní problematika navrhování ocelových mostů (silničních i železničních) je uceleně a přehledně zpracována v DIN Fb.103. Není tedy nutné listovat množstvím jednotlivých norem, vše je na jednom místě včetně národních příloh. Ty jsou zapracovány přímo do textu. Tím odpadá nutnost neustálého listování a hledání informací napříč normami.

ZÁVĚR
Dokumentace byla odevzdána v lednu 2012. Začátek výstavby je plánován na druhou polovinu roku 2012. Stavba by měla být dokončena koncem roku 2013.

Railway Bridge over the A3 motorway at Nürnberg
The paper describes the design of a railway bridge over the A3 motorway at Nürnberg in Germany. The bridge is composed of a steel arch with span length of 74.8 m and a two-span prestressed concrete slab with total length of 33.3 m. Specifics of the project are discussed and illustrated.

Autor

• Ing. Dvořák Pavel