Železniční ocelové mosty na úseku Horusice – Veselí nad Lužnicí

• Foto

SO 45-20-02, ŽELEZNIČNÍ MOST V KM 35,241
Most leží na přeložce modernizovaného úseku původně jednokolejné trati a je navržen jako dvoukolejná ocelová trámová konstrukce s dolní mostovkou s hlubinně založenou masivní železobetonovou spodní stavbou. Statickým systémem nové nosné konstrukce je prostý nosník s rozpětím L = 30,0 m. Most převádí dvoukolejnou železniční trať přes řeku Lužnici a nachází se na okraji města Veselí nad Lužnicí.

Popis nosné konstrukce
Hlavní nosnou konstrukci tvoří dvojice nosníků průřezu I výšky 3 250 mm. Stojina nosníku o tloušťce 22 mm je opatřena oboustrannými svislými páskovými výztuhami a podélnou páskovou výztuhou na vnitřní straně. Vnější strana je ponechána bez podélné výztuhy. Horní a dolní pásnice nosníků má konstantní šířku 900 mm. Od osy uložení přibližně do čtvrtiny rozpětí je tloušťka pásnic 40 mm a pak přechází na 60 mm. Změna tloušťky pásnice je vždy směrem k ose nosníku. Celková výška nosníku je tedy konstantní.

Mostovka je navržena jako ortotropní s příčnými výztuhami tvaru obráceného T a podélnými trapézovými výztuhami. Tloušťka plechu mostovky je 14 mm. Nad podporovou příčnou výztuhou je provedeno zesílení plechu mostovky na 25 mm v pásu šířky 1 000 mm. Tím je dosaženo potřebné tuhosti podporové příčné výztuhy nezbytné pro splnění kritéria deformace. Plech mostovky je vyztužen systémem podélných a příčných výztuh. Vzdálenost příčných výztuh tvaru obráceného T je 3 000 mm. Stojiny příčných výztuh mezilehlých jsou provedeny z plechu tloušťky 20 mm a stojiny příčných výztuh podporových jsou v části napojení na stojinu hlavního nosníku zesíleny na tloušťku 30 mm. Dolní pásnice příčných výztuh mezilehlých jsou z profilu P30 × 500, zatímco dolní pásnice příčných výztuh podporových jsou z profilu P50 × 700. Podélné trapézové výztuhy o výšce 350 mm z plechu tloušťky 8 mm jsou umístěné v osové vzdálenosti 800 mm a průběžně procházejí výřezy ve stojinách příčných výztuh. Na plech mostovky navazují boky žlabu pro kolejové lože a chodníkový plech připojený k podélné výztuze stojiny hlavního nosníku.

Ocelová konstrukce je navržena s nulovým podélným sklonem, což platí pro hlavní nosníky i plech mostovky. Příčný sklon plechu mostovky, který tvoří dno žlabu pro kolejové lože, je 3,0 % směrem od hlavních nosníků. Příčný řez je nesymetrický s osou odvodnění odsunutou o 2 000 mm od podélné osy nosné konstrukce směrem vpravo. Nosná konstrukce je odvodněna pomocí odvodňovačů umístěných v osové vzdálenosti 3 000 mm vždy v polovině vzdálenosti příčných výztuh. Odvodnění je řešeno volným odkapem na terén nebo do vodoteče pod mostem.

Materiál hlavních nosníků a mostovky je ocel S355. Stěny příčných výztuh jsou z důvodu rovinné napjatosti v okolí výřezů pro prostup podélných výztuh navrženy z oceli S460NL.

Protikorozní ochrana je navržena kombinovaným povlakem. Odstín vrchní vrstvy ochranného nátěrového systému je DB 602 (zelený). Izolace žlabu kolejového lože je navržena jako tvrdá bezešvá syntetická stěrka. Nosná konstrukce bude osazena na hrncových ložiskách a opatřena lamelovými mostními závěry.

SO 45-20-05, ŽELEZNIČNÍ MOST V KM 36,389
Most leží na přeložce úseku železniční trati a je navržen jako dvoukolejná ocelová trámová konstrukce s dolní mostovkou vyztužená obloukem s hlubinně založenou masivní železobetonovou spodní stavbou. Statickým systémem nové nosné konstrukce je prostý nosník s rozpětím L = 77,22 m, jehož konstrukční uspořádání je trám vyztužený obloukem, tzv. Langerův nosník. Most se nachází v extravilánu v katastru města Veselí nad Lužnicí a převádí dvoukolejnou železniční trať přes řeku Nežárku a místní účelovou komunikaci.

Popis nosné konstrukce
Hlavní nosnou konstrukci tvoří trám vyztužený oblouky se svislými závěsy. Hlavními nosnými prvky trámu je dvojice nosníků průřezu I výšky 3 190 mm. Horní pásnice šířky 820 mm mají uvnitř rozpětí tloušťku 50 mm, která je za druhým závěsem redukována na 40 mm. U přípojů závěsů jsou provedeny eliptické prostupy pro usměrnění normálových napětí. Dolní pásnice je navržena v rozměru P50×1000 v rozsahu celé konstrukce a opatřena tvarovými styčníkovými plechy pro bezvrubé připojení dolních pásnic příčných výztuh mostovky. Nad ložisky je dolní pásnice rozšířena styčníkovými plechy s nadložiskovými deskami. Stojina nosníku nad podporou je vzhledem k lokálním účinkům přípoje oblouku provedena z plechu tloušťky 30 mm. Před první mezilehlou příčnou výztuhou je stojina odstupňována na plech tloušťky 16 mm, u přípojů závěsů je lokálně zesílena vevařeným plechem tloušťky 30 mm u krajních závěsů Z1, resp. 40 mm u ostatních závěsů. Stabilita stojiny nosníku je zajištěna plechem mostovky a chodníkovým plechem, které fungují jako průběžné a tuhé podélné výztuhy, a zároveň příčnými výztuhami ve vzdálenosti 2860 mm. Příčné výztuhy stojiny jsou k nosníku přivařeny koutovými svary s výjimkou přípoje k horní pásnici nosníku v místě závěsů. V těchto místech vyvolávají výřezy pro závěsy extrémní koncentrace napětí, které vyžadují bezvrubé provedení přípojů prostřednictvím patních desek s třecími šroubovými spoji. Na příčné výztuhy na vnějších stranách obou nosníků jsou upevněna vždy dvě revizní madla nad sebou. Nosník je proveden z oceli S355.

Ztužující oblouk má vzepětí nad horní pásnicí hlavního nosníku 10,89 m, což odpovídá cca L/7,1. Oblouk lze tedy pokládat za mírně stlačený v souladu s požadavky na začlenění mostu do krajiny. Podélný průběh horní i dolní pásnice oblouku je řízen nesoustřednými kružnicemi. Výška příčného řezu uzavřeného průřezu se proto zvětšuje z 1 100 mm u vrcholu na cca 1 500 mm u pat oblouku, což odpovídá průběhu přídavných vnitřních sil v oblouku. Uzavřený průřez oblouku zajišťuje maximální únosnost při namáhání vzpěrným tlakem. Příčný řez má tvar lichoběžníku proměnné výšky s horní pásnicí konstantní šířky 1000 mm. Stojiny truhlíku jsou zešikmeny pod konstantním úhlem, a proto šířka dolní pásnice je proměnná. Obě pásnice jsou skruženy do válcových ploch o konstantních poloměrech a stojiny do kuželových ploch o konstantním zakřivení. Příčný řez oblouku je vyztužen radiálními diafragmaty. V uzavřených částech oblouku jsou v dolních pásnicích provedeny vypouštěcí a revizní otvory utěsněné nerezovými šrouby M24. V místech závěsů je profil oblouku lokálně upraven na otevřený ve tvaru TT. V plechu dolní pásnice je proveden otvor o rozměrech cca 550 × 1 200 mm. Oblouk není nadvýšen a je proveden z oceli S355.

Dvoustěnný oblouk je do jednostěnného nosníku vetknut prostřednictvím soustavy výztuh, které vytvářejí uzavřenou svařovanou krabici. Provedení vychází ze vzorového listu Deutsche Bahn RZ 804.9010 STB 30 a nevyžaduje použití odlitků či výkovků. Stabilita oblouku je zajištěna podélným ztužením, které je ze šesti rámových příčlí uzavřeného obdélníkového průřezu o rozměrech cca 500 × 900 mm. Do oblouku jsou příčle vetknuty prostřednictvím soustavy diafragmat.

Závěsy jsou navrženy podle vzorových listů Deutsche Bahn RZ 804.9010 STB 3, 20, 32 jako subtilní tahové prvky se zanedbatelnou ohybovou tuhostí. Krajní závěsy jsou navrženy z kruhových tyčí průměru 140 mm z důvodu značných podružných ohybových momentů. Ostatní závěsy jsou navrženy jednotně z plochých profilů P50 × 270 zesílených podélnými výztuhami P10 × 30 a uspořádanými do tvaru křížového profilu. Výztuhy zvyšují odolnost závěsů proti kmitání a zároveň omezují možnost vzniku deformací při manipulacích a montáži. Výztuhy nejsou průběžné a nepřesahují montážní styky závěsů.

Deska mostovky z plechu tloušťky 16 mm je spádována ve sklonech 2 % a 2,5 % směrem dovnitř. Úžlabí je vzhledem k převýšení kolejí umístěno mimo osu nosné konstrukce, tak aby byla stavební výška minimalizována. Dno žlabu mostovky je po celé délce nosné konstrukce prizmatické. Plech desky mostovky je průběžně připojen ke stojinám hlavních nosníků. Podélné výztuhy ortotropní mostovky, které jsou v přímém dosahu železničního zatížení, jsou provedeny jako trapézové (tedy staticky nejúčinnější). Trapézové výztuhy jsou navrženy o tloušťce 10 mm, výšce 350 mm a osové vzdálenosti stěn 450 mm. Mimo přímý dosah železničního zatížení (u okraje mostovky) jsou podélné výztuhy ortotropní mostovky navrženy jako páskové. Příčné výztuhy mostovky jsou navrženy jako svařované profily tvaru obráceného T. Stojiny všech příčných výztuh mostovky jsou provedeny z plechu tloušťky 20 mm z oceli S460 NL. Dolní pásnice příčných výztuh mezilehlých jsou z profilu P25 × 400, zatímco dolní pásnice příčných výztuh podporových jsou z profilu P50 × 1 000. Poloha stěn žlabu kolejového lože je odvozena z nutného obrysu kolejového lože podle ČSN 73 6201 zvětšeného o prostor pro uložení kabelových chrániček. Pro úsporu hmotnosti kolejového lože jsou stěny žlabu na nosné konstrukci v půdorysu polygonálně zalomeny podle poloměru koleje. Stěny žlabu kolejového lože jsou svislé. Deska mostovky i chodníkový plech jsou průběžně přivařeny ke stojině nosníku. To přináší značné statické výhody, avšak pod chodníky vzniká uzavřený truhlíkový prostor. Ten je opatřen vypouštěcími šrouby. Všechny díly mostovky s výjimkou stojin příčných výztuh (viz výše) jsou provedeny z oceli S355.

Nosná konstrukce je odvodněna pomocí odvodňovačů umístěných v osové vzdálenosti 5 720 mm. Odvodnění je řešeno volným odkapem na terén nebo do vodoteče pod mostem.

Protikorozní ochrana je navržena kombinovaným povlakem. Odstín vrchní vrstvy ochranného nátěrového systému (ONS) je DB 602 (zelená) pro oblouk včetně podporových krabic. Pro trám, dolní plochu mostovky, závěsy, revizní madlo a sloupky PHS je navržena DB702 (šedá).

Izolace žlabu kolejového lože je navržena jako tvrdá bezešvá syntetická stěrka. Nosná konstrukce bude osazena na hrncových ložiskách a opatřena lamelovými mostními závěry.

Příspěvek byl uveden na konferenci Železniční mosty a tunely 2015.

Steel Railway Bridges in the Section Horusice – Veselí nad Lužnicí
Two steel bridges being part of the construction “Modernization of the Ševětín – Veselí nad Lužnicí Track, II. Part, Section Horusice – Veselí nad Lužnicí” will be brought to operation in 2015. It is SO 45-20-02 and SO 45-20-05. The first building structure is the bridge with supporting structure arranged as a solid-panel beam; the supporting structure of the second building structure is arranged as a beam reinforced by an arch – “Langer Beam”. Both cases are new bridge structures with double-track steel supporting structures. This article focuses mostly on the steel structures of both building structures.

Autor

• Ing. Šetřil Petr