SO 201-00 Most na diaľnici D1 Hubová - Ivachnová

Abstrakt

Most zabezpečuje mimoúrovňové križovanie diaľnice D1 so štátnou cestou I/18, riekou Váh, železničnou traťou a preložkou cesty III/01898. V priebehu výstavby bol identifikovaný potencionálny zosun, preto došlo k predĺženiu nosnej konštrukcie o ďalší dilatačný celok. Pri výstavbe komorového prierezu nosnej konštrukcie sa využila technológia letmej betonáže a betonáže na podpernej skruži.

1 Úvod

Súčasťou diaľnice D1 je aj úsek Hubová - Ivachnová s dĺžkou 15,275 km, ktorý vedie v značne náročnom území okresu mesta Ružomberok. Začína sa križovatkou Hubová, ktorá pokračuje mostným objektom 201-00. Ten prevádza diaľnicu ponad štátnu cestu I/18, rieku Váh, železničnú trať a cestu III/01898. Je rozdelený na dva mosty, každý pre jeden dopravný smer. Dĺžka ľavého mosta je 540 m a pravého mosta 517 m. Stavebníkom je Národná diaľničná spoločnosť, a.s., Zhotoviteľom stavby je Združenie Čebrať v zložení VÁHOSTAV - SK, a.s., a OHLA ŽS, a.s. Projektantom objektu je DOPRAVOPROJEKT, a.s.

2 Charakteristika mosta
2.1 Základné údaje

Zo statickej stránky sú oba mosty identické, rozdelené na dva dilatačné celky. Nosná konštrukcia prvého dilatačného celku (DC1) je v pozdĺžnom smere navrhnutá ako štvorpoľový spojitý nosník z monolitického predpätého betónu, v priečnom reze ako trámová komorová konštrukcia s jednou komorou s premennou výškou. Druhý dilatačný celok (DC2) je navrhnutý ako trojpoľový spojitý nosník z monolitického predpätého betónu, v priečnom reze ako trámová komorová konštrukcia s jednou komorou s konštantnou výškou. Šírka ľavého mosta medzi zvodidlami je 11,75 m a pravého mosta 13 m. Priečny sklon je jednostranný, premenlivý, s maximálnym sklonom do 4 %. Smerovo je trasa na moste v protismerných prechodnicových oblúkoch s parametrami R=800 m, L=375,22 m a R=1000 m, L=200 m. Niveleta vedie na začiatku vo výškovom oblúku a v priamej so sklonom vzostupnice 4,5 %. Maximálna výška mosta je približne 26,1 m.

Obr. 1: Pozdĺžny rez nosnou konštrukciou ľavého mosta

2.2 Spodná stavba

Prvý dilatačný celok tvoria krajné opory, šesť medziľahlých a dve prechodové podpery. Druhý dilatačný celok začína z prechodových podpier a pozostáva zo štyroch podpier a dvoch opôr. Opory 1, 2 a 15, 16 sú navrhnuté ako železobetónový úložný prah založený na veľkopriemerových pilótach s priemerom 900 mm.

Podpery 3 až 8 majú štvorcový tvar s dĺžkou hrany základu 10,25 m a výškou 2,2 m. Driek podpier tvoria dva stĺpy s obdĺžnikovým pôdorysným rozmerom 2,5 x 2,2 m. Podpery 11 až 14 majú štvorcový tvar s dĺžkou hrany základu 9,6 m a výškou 2,2 m. Driek podpier tvoria dva stĺpy s obdĺžnikovým pôdorysným rozmerom 2,0 x 1,8 m. Prechodové podpery 9 a 10 sú obdĺžnikového základu 9,5 x 7,6 m a driek podpier tvoria štyri stĺpy s obdĺžnikovým pôdorysným rozmerom 1,5 x 2 m. Všetky stĺpy majú skosené hrany 0,15 x 0,15 m. Výška pilierov sa pohybuje od 2,45 po 16,87 m. Piliere 3 až 6 a 9 až 14 sú v hornej časti spojené priečľou s hrúbkou 0,5 m, votknutou do pilierov. Priečľa bude po dokončení stavby slúžiť na kontrolu ložísk. Prístup bude cez otvor v nosnej konštrukcii, umiestnený v strede nad podperou. Založenie všetkých podpier je na veľkopriemerových pilótach s priemerom 900 mm.

Z dôvodu odsadenia opory 1 a 2 je v strede medzi mostmi navrhnutý oporný múr dĺžky 17 m. Oporný múr je železobetónový uholníkový, založený na veľkopriemerových pilótach priemeru 900 mm.

2.3 Nosná konštrukcia

So spodnou stavbou je nosná konštrukcia spojená pomocou dvojice hrncových ložísk uložených na každej podpere aj opore. Dĺžka nosnej konštrukcie prvého dilatačného celku je 372 m a tvoria ju štyri polia o rozpätí (82 + 100 + 102,5 + 85,5) m. Jej výška sa mení od 5,75 m do 3 m. V priečnom smere je navrhnutá ako jednokomôrka s obojstrannými konzolami. Šírka spodnej dosky je 8 m, šírka nosnej konštrukcie je 14,2 m pri ľavom moste a 15,45 m pri pravom moste.

Dĺžka nosnej konštrukcie druhého dilatačného celku ľavého mosta je 151,6 m a pravého mosta 129,386 m. Tvarovo nadväzuje na DC1. Tvoria ju tri polia o rozpätí pre ĽM (44,8 + 60 + 44,8) m a PM (38,2 + 51 + 38,2) m. Výška jednokomorovej nosnej konštrukcie s obojstrannými konzolami je konštantná 3,0 m a šírka 14,2 m.

Predpätie nosnej konštrukcie je navrhnuté z predpínacieho systému Projstar a je rozdelené na pozdĺžne súdržné predpätie a pozdĺžne predpätie voľnými káblami vedenými v komôrke mosta. Súdržné predpätie vedie v spodnej doske, trámoch aj v hornej doske. Súdržné káble sú navrhnuté z 15 a 19 lán s obojstranným aj jednostranným predpätím. Káble sú vedené v oceľových rúrach s priemerom 95 mm.

Voľné káble sú navrhnuté z 19 lán. Delia sa na trvalé, vedené v HDPE rúrach s priemerom 125 mm, a dočasné, umiestnené v oceľových rúrach, ktoré sa nebudú injektovať, keďže sa musia dať v určitej fáze výstavby odopnúť. Tieto sú umiestnené v oceľových rúrach. Vedenie voľných káblov v nosnej konštrukcii zabezpečujú deviatory, ktoré sú navrhnuté na celú výšku prierezu. Ich hrúbka je 1 m, šírka na DC1 v poli 1 a 4 je 2,8 m a v poli 2 a 3 je to 2,1 m. Pri DC2 majú šírku 1,5 m.

3 REALIZÁCIA MOSTA
3.1 Úprava počiatočného technického riešenia

Nakoľko sa projekt riadi podľa zmluvný podmienok žltej knihy Fidic, realizácii predchádzalo spracovanie projektovej dokumentácie. Most bol navrhnutý ako štvorpoľový spojitý nosník s dĺžkou nosnej konštrukcie 372,00 m.

Obr. 2: Pozdĺžny rez mosta

Realizácia opôr sa začala zhotovením pilotážnych plošín, z ktorých sa navŕtali pilóty. Pri podpere 2 sa pilóty nadstavili štvorcovými stĺpmi (90 x 90 cm) s výškou približne 1,5 m a dosypal sa násyp. Následne sa v systémovom debnení zrealizoval úložný prah.

Na zabezpečenie stability stavebných jám 3 až 8 sa použili štetovnicové steny – pri podperách 7 a 8 z dvoch strán a pri podperách 3 až 6 po celom obvode. Základy sa betónovali do štetovníc v kombinácii so systémovým debnením. Pri pilieroch sa zvolilo postupne šplhané systémové debnenie s maximálnymi 5-metrovými zábermi. Nakoniec sa zrealizovala priečľa na debnení osadenom na konzolách ukotvených k pilieru.

Pri výstavbe nosnej konštrukcie je použitá technológia letmej betonáže v kombinácii s betonážou na podpernej skruži. Jednostrannou letmou betonážou sú realizované konzoly od podpier 3, 4, 7 a 8, od podpier 5 a 6 je navrhnutá symetrická letmá betonáž, krajné polia a zárodky na podperách 5 a 6 sú realizované na skruži.

Na realizáciu prvého poľa na ľavom moste (etapa 1 až 3) sa z dôvodu komplikovaného terénu zvolila kombinácia ľahkej podpernej skruže a nosníkov I-500, čiastočne aj s využitím pižma. Etapa sa pre veľkú dĺžku (89 m) a zároveň aj výšku prierezu nosnej konštrukcie v mieste podpery 3, rozdelila na dve časti. Prvá časť (od podpery 3) sa realizovala na tri zábery (spodná doska, trámy a horná doska), druhá časť (od opory 1) na dva zábery (spodná doska s trámami a následne horná doska). Na zadebnenie sa využilo systémové debnenie DOKA, ktorým sa najskôr zadebnila spodná doska s trámami, po betonáži sa debnenie trámov odstránilo a zadebnila sa horná doska.

Pred realizáciou zárodkov nad podperou 5 a 6 sa najskôr vybudovali stabilizačné stojky, ktoré po odstránení debnenia a podpornej konštrukcie zabezpečovali stabilitu vahadla až do realizácie spojovacej lamely. Na stabilizáciu sa zvolila kombinácia železobetónových a oceľobetónových stojok, ktorá sa už použila na inej stavbe. Železobetónové stojky sú v spodnej časti. Po ich vybetónovaní sa na ne osadí oceľobetónová konštrukcia, ktorej nosnou časťou sú oceľové rúry stojok vyplnené betónom. Na hornej časti stojok sa nachádzajú hydraulické valce, ktorými sa uvoľní podopretie vahadla po zrealizovaní spojovacej lamely. Tvar spodnej dosky v mieste hydraulických valcov si vyžadoval použitie klinov, ktorými sa spodná doska upraví do roviny. Na tento účel sú nad hydraulickými valcami uložené oceľobetónové kliny pripevnené k spodnej doske zárodku skrutkami. Po zrealizovaní stojok sa na podopretie debnenia zárodku postavila ťažká podperná konštrukcia (pižmo), na ktorú sa osadilo systémové debnenie. Betonáž potom prebiehala postupne (spodná doska, trámy a nakoniec horná doska). Po odstránení podopretia sa na zárodok osadil betónovací vozík od firmy BBE Solutions, ktorý je vo vlastníctve firmy VÁHOSTAV - SK. Tento vozík umožňuje betónovať lamely s hmotnosťou až 300 t čerstvého betónu. Vahadlo 5 aj 6 má 9 lamiel, rovnako aj konzola od podpery 3 a 4.

Obr. 3: Pozdĺžny rez zárodkom podpery č. 5

Pri betónovaní lamiel, najmä ponad železničnú trať, z dôvodu nedostatočnej dĺžky výložníka pumpy, sa použili dva samostatné výložníky prepojené potrubím s rozdeľovacím ventilom umiestneným nad zárodkom. Pumpa sa prepojila pomocou gumovej hadice s ventilom a betón sa striedavo rozdeľoval na obe strany vahadla. Rozdiel v hmotnosti počas betonáže nesmel prekročiť 4,5 m3 betónu.

Súčasne so stavebnými prácami prebiehal na stavbe aj doplnkový inžiniersko-geologický prieskum a geotechnický monitoring, na základe ktorého sa po jeho odbornom posúdení prehodnotilo pôvodné technické riešenie. Vznikol nový návrh, ktorým sa most predĺžil za oblasť potencionálneho zosunu pridaním ďalšieho dilatačného celku. Naprojektovaná časť mosta sa stala prvým dilatačným celkom. V mieste opôr 9 a 10 sa navrhli prechodové piliere spoločné pre DC1 a DC2. Súčasťou zmien bola aj zmena v postupe výstavby pôvodne navrhnutého mosta z betonáže na pevnej skruži kombinovanej s nesymetrickou letmou betonážou polí 7-9, 8-10 a 2-4 na symetrickú letmú betonáž s betonážou krajných častí na pevnej skruži. Prijal sa súbor sanačných opatrení v mieste podpier 7 a 8, podrobne popísaný v samostatnej kapitole.

Po zmene postupu výstavby na DC1 sa na podpere 7 začal realizovať zárodok. Pre malú výšku sa zvolila stabilizácia pomocou štyroch betónových podpier votknutých do základu. Medzi podpery a nosnú konštrukciu sa umiestnili lisy, aby bolo možné uvoľnenie podopretia po spojení vahadla 7 so zvyškom konštrukcie. Ako posledná sa potom realizovala spojovacia lamela medzi vahadlom 7 a časťou mosta smerom k podpere 9, realizovanou na podpernej skruži. Úpravou postupu výstavby v poli 2-4 sa pri realizácii zárodku nad podperou 4 využilo rovnaké technické riešenie ako pri podpere 5 a 6.

Realizácia základov podpier druhého dilatačného celku prebiehala v otvorených stavebných jamách. Betonáže základov a pilierov postupovali rovnako ako na DC1.

Nosná konštrukcia DC2 sa rozdelila na tri polia, ktoré sa realizovali postupne od podpery 9 k podpere 15 na podpernej skruži. Využila sa kombinácia ľahkej podpernej skruže a nosníkov I-500, aby sa preklenuli terénne prekážky. Nakoľko bol terén v priestore opory 15 členitý, využilo sa preklenutie 12m nosníkmi I-500 podvesenými na opore v kombinácii s ťažkou podpernou skružou pižmo. Betonáž prebiehala vždy na dvakrát (spodná doska a trámy a horná doska).

Obdobnou kombináciou ľahkej a ťažkej podpernej skruže pižmo sa realizovali aj polia od podpery 10 k opore 16.

3.2 Sanačné opatrenia

Cieľom sanačných opatrení je zabezpečiť svah pri podperách 7a 8 tak, aby sa zaťaženie od mosta spoľahlivo prenieslo do podložia. Pod pilótami základov č. 7 a 8 sa zrealizoval blok vytryskanej zeminy od päty pilót až po úroveň pevnejšieho podložia. Trysková injektáž sa realizovala postupne po obvode základu šikmými vrtmi, aby nedošlo k porušeniu základu prípadne nadmernému sadaniu.

Obr. 4: Rez sanačnými opatreniami na podpere č. 7

Pod povrchom svahu sú šikmé stĺpy tryskovej injektáže v odklone od vodorovnej roviny o 38° a 50°, ich dĺžka je rôzna 11,0-33,0 m, priemer je 1,0 m a osová vzdialenosť vrtov 1,5 m. Aby nevznikla potreba robiť vrty cez jestvujúce základy mosta, sú v priestore pod základmi č. 7 a 8 navrhnuté stĺpy tryskovej injektáže vejárovite z oboch bokov základov. Všetky stĺpy majú v hornej časti hluchý vrt. Po zhotovení základného vrtu, sa do už vytryskaného vrtu spravil nový vrt priemeru DN 159 mm, do ktorého sa vložila kotevná tyč typu G priemeru 32 mm vybavená injekčnou hadičkou a centrátormi a vrt sa odspodu zainjektoval.

Porušenie svahu by mohli spôsobiť aj horizontálne sily od mosta, preto sa v úrovni betónových základov mosta zrealizovali železobetónové prahy kotvené lanovými kotvami. Na päte svahu je riešené zvýšenie stability priťažovací násyp s gabiónovým oporným múrom. Na čele základov 7 a 8 je svah spevnený sieťou a klincami. Realizácia tohto opatrenia si vyžiadala zriadenie prístupovej komunikácie, spevnenie zárezu pre komunikáciu striekaným betónom a klincami, odvodnenie priestoru pod priťažovacím násypom a v dôsledku križovania jestvujúceho kábla DK a TKK s novo navrhovanou prístupovou komunikáciou aj ich prekládku. 

Obr. 5: Rozsah sanačných opatrení v mieste podpier 7 a 8 - pôdorys

4 Záver

Na mostnom objekte je v súčasnosti zrealizovaná nosná konštrukcia ľavého mosta, po ktorej je spustená stavenisková doprava, aby sa ochránili miestne komunikácie počas výstavby zvyšných častí úseku, najmä tunela. Na pravom moste ostáva dokončiť lamely na vahadle 8 spolu s časťou etapy na podpernej skruži po podperu 10. Tieto práce je možné zrealizovať až po dokončení sanačných opatrení v mieste podpery 8. Zároveň prebieha odsúhlasovanie príslušenstva mosta. Mostný objekt by mal byť dokončený v roku 2023.

Obr. 6: Pohľad na rozostavanú časť nosnej konštrukcie

Autori: Ing. Richard Púček, Ing. Jozef Mariňák

Zdroj: Projektová dokumentácia úseku diaľnice D1 Hubová - Ivachnová