Koncepce mostů na části dálnice D4708

Dosud byly v území, ovlivněném důlními vlivy, navrhovány konstrukce staticky určité s provozně nevhodnými dilatačními závěry. Tyto mosty obvykle vyžadují široké úložné prahy a v porovnání se spojitými konstrukcemi dvojnásobný počet ložisek. U gerberových nosníků je nutné navrhnout na údržbu náročné klouby. Také z estetického hlediska jsou nevhodné. Proto bylo snahou vytvořit konstrukce spojité, umožňující bezporuchový provoz, a úsporné estetické konstrukce. Konstrukce bylo nutné navrhnout tak, aby svou poddajností přenesly deformace podloží a které by současně byly dostatečně tuhé pro přenesení nahodilého zatížení.

Spojité konstrukce jsou navrženy i u mostů složitých dálničních křižovatek s odbočovacími a připojovacími rampami půdorysného tvaru písmene Y a nebo ∆. Pro jejich uložení byl vyvinut sytém, kombinující pevná, jednosměrná a všesměrná ložiska s takzvanými stoppery (shock transition units). Tato zařízení umožňují pohyb konstrukce od dlouhodobých změn a zároveň zamezují pohybu od náhlých změn jako jsou boční rázy, brzdné síly a dynamická složka větru. Umístění i směr stopperů vyplynuly z protichůdných požadavků na umožnění pohybu konstrukce od teplotních změn a pohybu konstrukce, vyvolaného účinky poddolování.

TYPY MOSTŮ
Podle povahy přemostění a velikosti rozpětí jsou na dálnici navrženy jak mosty z předpjatého betonu, tak i mosty ocelobetonové. Oba typy konstrukcí mají jednoduché robustní průřezy, vyžadující minimální údržbu. Betonové konstrukce jsou tvořeny jednotrámovými, popřípadě dvoutrámovými průřezy jednoduchých kompaktních tvarů, umožňující řádné přibetonování i návrh dostatečného krytí betonářské a předpínací výztuže.

Konstrukce rozpětí větších než 45 m jsou navrženy jako ocelobetonové. Pro rozpětí do 70 m jako trámové, pro větší rozpětí jako komorové. Trámové konstrukce běžných šířek jsou tvořeny dvěma robustními ocelovými I nosníky, spřaženými s betonovou mostovkou. V místě, kde se mosty rozšiřují, jsou mezi krajní nosníky vkládány další I nosníky. Tyto nosníky začínají v místě, kde je v konstrukci od zatížení stálého nulový ohybový moment. Ocelové nosníky jsou vyztuženy vnitřními výztuhami, situovanými na jejich vnitřní stěně a podporovými výztuhami, přenášejícími zatížení z ložisek do stěn. Spřažená deska spolupůsobí s podélnými nosníky, zajišťuje roznos zatížení a spolupůsobení nosníků. V příčném směru je deska částečně předepnuta, v podélném směru mostu působí deska jako železobetonový prvek, namáhaný normálovou silou a momentem. V průřezech nad vnitřními podpěrami je deska posouzena jako železobetonová namáhaná tahem a ohybovým momentem.

Při návrhu je kontrolována šířka trhlin betonu i únavové namáhání betonářské výztuže. Výpočtový model zohledňuje vliv trhlin v železobetonové desce v oblasti nad podpěrami redukcí tuhosti konstrukce. Také časově závislá analýza uvažuje, že v oblasti nad podporou vzniknou v desce při zatížení trhliny a beton přestane dotvarovat. Trámové konstrukce jsou v kroucení pružně vetknuty do spodní stavby. Zkroucení konstrukce, vyvolané příčným pootočením základů vlivem poddolování, odolávají poddajností torzně měkkého příčného řezu a poddajností štíhlých podpěr. Torzně tuhé komorové konstrukce odolávají účinkům od zkroucení podpěr svým systémem uložení. Komorový nosník je na vnitřních podpěrách bodově podepřen a v kroucení je vetknut až u krajních podpěr. Protože vzájemné pootočení podpěr od poddolování neroste lineárně s jejich vzdáleností, účinky od poddolování a od zkroucení podpěr jsou v rozumných mezích.

Komorové nosníky jsou tvořeny ocelovým korytem, spřaženým s příčně předepnutou deskou. Konstrukce jsou v kroucení vetknuty ve vzdálenostech 300 až 400 m a namáhání od kroucení tak dosahuje značných hodnot. Protože se vlivem trhlin snižuje tuhost spřažené desky a následně i celé konstrukce, bylo rozhodnuto omezit namáhání podélným předpětím. Konstrukce jsou podélně předepnuty vnějšími kabely, navrženými tak, aby hlavní tahové napětí v desce, vyvolané maximálním ohybem nebo kombinací ohybu a smyku, nepřevýšilo hodnoty dovolených namáhání betonu, povolené pro omezené předpětí. V desce tak nevzniknou trhlinky. Při určení velikosti předpětí byly uváženy vlivy dotvarování a smršťování betonu a postupu výstavby. Namáhání konstrukce bylo ověřeno podrobnou, časově závislou analýzou.

MOSTY KŘIŽOVATKY RUDNÁ
Mosty celkové délky 350 m jsou tvořeny páteřním nosníkem s velmi vyloženými konzolami. Rozpětí mostů je od 25 do 35 m, jejich šířka je od 11 do 16 m. V místě, kde se z hlavních mostů oddělují odbočovací rampy, má páteřní nosník i vnější konzoly proměnnou šířku navrženou tak, aby při minimální spotřebě betonu bylo rozšíření plynulé a všechny pohledové hrany tvořily hladké plynulé křivky. Tvar konstrukce byl prostorově vizualizován a výsledné řešení vzniklo z porovnání řady variant. Mosty jsou podepřeny štíhlým stojkami, které plynule navazují na křivku vnějšího obrysu konzol. Nosník je na stojkách podepřen buď dvojicí nebo jediným ložiskem. Mosty se staví postupně po polích, polovina přepínací výztuže je spojkována ve spáře, situované ve vzdálenosti 6 až 8 m od podpěry. Mosty byly ověřeny podrobnými výpočty konstrukcí, modelovaných prostorovými pruty, uvažujícími skutečné okrajové podmínky. Příčná výztuž a výztuž spar byla určena na základě analýzy výseku konstrukce o třech polích, modelovaného prostorovou konstrukcí, sestavenou z prostorových prvků.

MOSTY KŘIŽOVATKY MÍSTECKÁ
Mosty celkové délky 290 až 480 m jsou situovány v křižovatkách, ve kterých mají mostní konstrukce tvar písmene Y a nebo ∆. Mostní konstrukce jsou tvořeny dvěma nosníky, vzájemně spojenými mostovkovou deskou proměnné šířky. V místě, kde se mosty rozdvojují, se mění konstrukce na jednotrámové. Také u těchto konstrukcí bylo výsledné řešení určeno na základě prostorové vizualizace a na základě podrobné prostorové statické analýzy konstrukcí.

MOST PŘES POLANECKOU, ROJEK A ČD
Osa dálnice je v místě přemostění v přechodnici, navazující na půdorysný oblouk s poloměrem R = 1.200 m a v zakružovacím oblouku s poloměrem R = 12.000 m. Dálnice zde kříží ulici Polaneckou, rybník Rojek, tratě ČD Přerov – Dětmarovice, Ostrava-Svinov – odbočka Odra, výhledovou vysokorychlostní trať, výhledovou nákladovou kolej a obslužnou komunikaci ČD. Most tvoří dva souběžné spojité nosníky (obr. 2). Levý most celkové délky 581,547 m má šířku mezi zábradlími od 14,50 do 22,88 m, pravý most celkové délky 587,849 m má šířku mezi zábradlími od 15,00 do 24,782 m. Rozpětí polí je od 28,45 m do 70,00 m.

Nosnou konstrukci obou mostů tvoří v typických polích dva ocelové I nosníky, které jsou spřaženy s příčně předepnutou mostovkovou deskou. Nosníky jsou pomocí podporového příčníku uloženy na dvou ložiscích, situovaných na hlavici jednosloupového pilíře. V místě rozšíření levého mostu jsou mezi krajní nosníky postupně vloženy jeden, následně dva další střední nosníky, v místě rozšíření pravého mostu je mezi krajní nosníky vložen střední nosník. Jednosloupová podpěra je navržena s ocelobetonovou hlavicí. Podpěra má konstantní tloušťku, její šířka se v závislosti na proměnné šířce mostu plynule mění od 3,00 do 4,40 m. Hlavice je navržena tak, aby nezasahovala do průjezdných profilů železnice. Ocelová konstrukce bude postupně – po polích s přečnívající konzolou – smontována na upraveném terénu a následně přepínacími pistolemi vyzdvižena do projektované polohy.

MOST PŘES TRAŤ ČD, PRODUKTOVODY A ŘEKU OPAVU
Osa dálnice je v místě přemostění v přechodnici navazující na půdorysný oblouk s poloměrem R = 1.500 m a v zakružovacím oblouku s poloměrem R = 17.758 m. Dálnice zde kříží trať ČD Ostrava-Svinov – Ostrava - hlavní nádraží, produktovody, řeku Opavu a výhledovou vysokorychlostní trať. Most tvoří dva souběžné spojité nosníky celkové délky 717 m s rozpětími od 33,075 do 47,246 m (obr. 3). 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. Nosnou konstrukci obou mostů tvoří dva ocelové I nosníky, které jsou spřaženy s příčně předepnutou mostovkovou deskou. V místě rozšíření pravého mostu je mezi krajní nosníky vložen střední nosník. Podélné nosníky jsou přímo uloženy na úložném prahu, podepíraném štíhlou stojkou. Ocelová konstrukce bude postupně montována za opěrou a následně vysouvána do projektované polohy.

Celý nezkrácený článek včetně všech obrázků si můžete přečíst ve Speciální příloze Nové dálniční tahy, která je součástí časopisu KONSTRUKCE číslo 3/2004.

Autor

• Prof. Ing. Stráský Jiří DrSc.