DÁLNICE D4708 - MOST OPAVA (OBJEKT 216)

Úvodní stránka Prost.analýza MOSTY ČR Závěr a zdroje

ÚVOD

V současné době je na 8. stavbě dálnice D47 v Ostravě ve výstavbě dálniční viadukt o 17 polích přemosťující trať CD, produktovody a řeku Opavu - Most Opava (objekt 216). Stavba mostu byla zahájena v prosinci 2003 a předpokládané dokončení je v roce 2007. Konstrukční řešení navazuje koncepčně na další objekty stejné stavby - ocelová nosná konstrukce v kombinaci se spřaženou betonovou deskou. Nosná ocelová konstrukce mostu tvořená dvojicí I-nosníků je budována kombinací podélného výsunu a montáže po nosnících pomocí jeřábu. Příčně předpjatá betonová deska je budována pomocí betonážních vozíků pojíždějících po ocelové konstrukci. Příspěvek popisuje architektonické a konstrukční řešení, statické působení a postup výstavby viaduktu.

KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ

Most tvoří dva souběžné spojité nosníky o 17 polích celkové délky 717 m s rozpětími od 33,00 do 47,00 m měřeno v ose dálnice - příčný řez viz. obr. 1. Šířka mezi svodidly levého mostu 12,50 m je po celé délce konstantní, šířka mezi svodidly pravého mostu 13,30 m se v posledních dvou polích plynule mění na 19,675 m vlivem odbočující rampy navazujícího mimoúrovňového křížení MÚK Severní spoj. Nosnou konstrukci tvoří dva ocelové I-nosníky, které jsou spřaženy s příčně předpjatou mostovkovou deskou. Osová vzdálenost nosníků činí 8,00 m. V místě rozšíření pravého mostu je mezi krajní nosníky na délku jednoho pole vložen střední nosník. Podélné nosníky jsou uloženy přímo na úložném prahu podepíraném štíhlou stojkou.

STATICKÉ ŘEŠENÍ

Nosná konstrukce

Most Opava se nachází na území ovlivněném důlní činností. Vzhledem k ukončení těžby se však v současné době další poklesy v oblasti mostní konstrukce nepředpokládají. Cílem návrhu mostu přesto bylo vytvořit poddajnou konstrukci schopnou přenést poklesy spodní stavby bez velkých přídavných namáhání a současně zajistit uživatelsky pohodlný bezporuchový provoz s minimálními nároky na údržbu a snadnou rektifikací. Dvojice podélných I-nosníků, které spolu se spřaženou mostovkovou deskou tvoří nosnou konstrukci, jsou spojeny příčníky jen nad podpěrami. Veškeré spolupůsobení nosníků je zajištěno příčně předepnutou mostovkovou deskou - obr. 2. Spřažená deska se nejen podílí na přenosu zatížení v podélném a příčném směru mostu, ale zajišťuje také stabilitu ocelových nosníků a Obr. 2) Statické působení mostovkové desky celkovou integritu konstrukce.

Most je navržen jako spojitá, mnohonásobně staticky neurčitá konstrukce, u které není vyčerpána únosnost selháním jediného prvku. Most má robustní kompaktní průřezy, které mají velkou plastickou rezervu. Proto by statické účinky od svislých poklesů vyvolaných poddolováním byly v přijatelných mezích. Otevřený dvojtrámový průřez spolu s příčně poddajnými stojkami vytváří také torzně poddajný konstrukční systém, u kterého by příčné naklonění podpěr vyvolané poddolo váním způsobilo přijatelné přídavné namáhání konstrukce. V podélném směru mostu působí spřažená mo stovková deska jako železobetonový prvek. Z tohoto důvodu je nad vnitřními podpěrami posuzována šířka trhlin a únavové namáhání betonářské výztuže. V příčném směru mostu je deska předpjatá a navržená jako částečně předpjatý prvek. Podrobná časová analýza zohlednila postupnou betonáž mostovky a uvážila také, že vznikem trhlin v desce v oblasti nad podpěrami dojde k redukci tuhosti desky a následně celé podporové oblasti. Vlivem změnytuhosti dochází pak k výraznému přerozdělení vnitřních sil mezi podporovou oblastí a oblastí v poli. Prostorové působení I-nosníků a mostovkové desky bylo ověřeno prostorovou analýzou konstrukce. Pro tyto výpočty byl využit programový systém ANSYS. Ocelové nosníky byly modelovány desko stěnovými konečnými prvky a mostovka prvky prostorovými. Cílem analýzy bylo ověřit spolupůsobení nosníků a namáhání podporové oblasti. Protože nosníky v poli nejsou spolu vzájemně spojeny příčníky, je příčná stabilita nosníku zajištěna svislými komorovými výztuhami. Nelineární výpočet, který byl proveden při jejich návrhu, prokázal dostatečný stupeň bezpečností proti vybočení nosníků.

Spodní stavba

Vzhledem k velké osové vzdálenosti I-nosníků je úložný práh podpěr příčně předepnut. Předpětí je realizováno pomocí 4 kusů 19-ti lanových kabelů z lan Ls 15,2 - 1860 Mpa - obr. 4. Ve snaze minimalizovat kapsy příčných kabelů bylo na nenapínaném konci použito pasivního kotvení jednotlivých lan pomocí "cibulek". Protože vlastní tíha Obr. 4) Příčné předpětí úložného prahu podpěr úložného prahu je v porovnání s tíhou nosné konstrukce velmi malá, napínají se kabely obvykle až po smontování mostovky. Komplikuje se tak nejen výstavba, ale i protikorozní ochrana předpínacích lan v kanálcích. Proto byl úložný práh mostu Opava navržen jako částečně předpjatý prvek, který je plně předepnut po dosažení 80% pevnosti betonu. Do doby osazení nosné konstrukce je tah v dolních vláknech, který je vyvozen momentem od předpětí, zachycen betonářskou výztuží. Při působení zatížení stálého je úložný práh pouze tlačen, při působení zatížení nahodilého vzniká v horních vláknech tah, který je zachycen betonářskou výztuží. Podobně jako při návrhu mostovky je kontrolována šířka trhlin a únavové namáhání betonářské a předpínací výztuže.

MONTÁŽ

Nosná ocelová konstrukce mostu je montována kombinací podélného výsunu (obr. 5) a montáže po nosnících na montážních podpěrách. Vysouvaná část je postupně montována za operou a následně vysouvána proti směru staničení do projektované polohy. Výsunem je montována konstrukce délky 510 m, která překračuje nejdůležitější překážky - řeku Opavu, nadzemní vedení paro vodu a horkovodu a koridorovou trať CD. Montáž zbývající části konstrukce probíhá pomocí jeřábu ze snadno přístupného terénu bez překážek. Během výsunu je konstrukce na podpěrách podepřena pomocí provizorních ložisek. Ložiska se skládají z horní kluzné desky, dvojice elastomerových ložisek a spodní kyvné desky spojené pomocí čepu s patní částí - obr. 6. Konstrukce výsuvného ložiska uloženého na čepu umožňuje jeho dostatečný podélný náklon při nájezdu výsuvného nosu. Uložení horní kluzné desky na elestomerech zajišťuje pružné uložení pro případ nerovností spodního líce vysouvané konstrukce. Obr. 6) Provizorní uložení konstrukce během výsunu Ložiska j sou doplněna bočním vedením nosné konstrukce podél spodního pásu hlavních nosníků, které zajišťuje přenos příčných horizontálních sil působících na konstrukci během výsunu do podpěr. K redukci ohybových momentů v nosné konstrukci během výsunu je použito přihradového výsuvného nosu.Ten současně slouží k vyrovnávání deformací volné konzoly konstrukce a zajišťuje nájezd konstrukce na podpěru. Nos je k nosné konstrukci připojen kloubově v úrovni dolních pásnic hlavních I-nosníků - obr. 7. Pro vyrovnání deformací konzoly po nájezdu na podpěru je v úrovni horních pásnic vybaven dvojicí rozpíracích dvojčinných lisů. Výsun konstrukce probíhá pomocí šesti hydraulických lanových jednotek HLZ s kapacitou 500 kN zapřených pomocí ocelového rámu o úložný práh koncové opery. Betonová deska se bude betonovat postupně pomocí dvou betonářských vozíků pojíždějících po již smontovaných ocelových nosnících. Z důvodu redukce tahových napětí v betonové mostovce od vlastní tíhy bude nejdříve vybetonován úsek v poli a následně uzavírací úsek nad podpěrou.

ZÁVĚR

Koncepční řešení mostu bylo vypracováno firmou Stráský, Hustý a Partneři s.r.o. (SHP) ve spolupráci s Ústavem betonových a zděných konstrukcí a mostů VUT-FAST Brno. Projekt byl vypracován firmou SHP ve spolupráci s firmou OKF Design s.r.o. Při řešení byly využity výsledky grantového projektu ministerstva průmyslu FD-K/092 "Ekologické a estetické spřažené mostní konstrukce". Most realizuje ODS - Dopravní stavby Ostrava a.s. Montáž ocelové nosné konstrukce provádějí Hutní montáže Ostrava a.s. Výrobu OK mostu provádí SOK Třebestovice s.r.o.