Rekonstrukce železničního mostu přes Labe na trati Děčín – Jedlová – výroba a montáž ocelové konstrukce

• Foto

Příspěvek se zabývá rekonstrukcí železničního přemostění Labe a zejména výměnou stávající provizorní konstrukce ŽM 16, která byla osazena v roce 1976 a její plánovaná životnost byla již dvojnásobně překročena. Navíc i šířkové uspořádání bylo pro provizorní stav z hlediska dnešních předpisů nevyhovující. Rekonstrukce se nedotýkala jen nosné ocelové konstrukce, ale i spodní stavby. Současně byly odbourány původní úložné prahy a nahrazeny novými betonovými, pilíře byly zesíleny mikropilotami. Na obnažených klenbách byly vytvořeny nové přechodové desky, izolace a odvodnění. Demontáž stávající konstrukce a manipulace s novými konstrukcemi stejně jako práce na spodní stavbě probíhaly během výluky v termínu 18. 9. – 29. 11. 2013.

POPIS NOK
Nosné konstrukce v jednotlivých polích jsou shodného konstrukčního uspořádání. Rozpětí nosných konstrukcí je 36,9 m pro NK1 a 56,0 m pro NK2 a NK3. Výška nosníků s přímými horními pasy je 7,260 m a u středního zakřiveného pole se postupně zvyšuje na 9,260 m ve středu rozpětí. Osová vzdálenost nosníků je 6,35 m. Hlavní nosné části ocelové konstrukce jsou vyrobeny v plném rozsahu z oceli S355. Chodníkové konzoly včetně pochozích plechů jsou pak vyrobeny z oceli S235. Celková hmotnost ocelové konstrukce včetně chodníků s kabelovými žlaby a vybavením mostu je 785,0 + 27,5 = 812,5 t.

Dolní a horní pás hlavních nosníků je vyroben jako uzavřený, obdélníkového tvaru. Diagonály jsou vyrobeny ze svařovaných otevřených profilů tvaru H. Přípoj diagonál k pásům hlavního nosníku je proveden celosvařovaný s tupými svary. Stojina diagonál není připojena k pásnicím pásů hlavního nosníku a je ukončena výřezem, který usměrňuje tok napětí do styčníkových plechů. Portálová svislice je uzavřená obdélníkového tvaru a plynule navazuje na horní a dolní pás. Mostovka je provedena jako ortotropní s mezistyčníkovými příčníky ve třetině délky příhrad tj. ve vzdálenosti 2,46 m u NK1 resp. 2,66 m u NK 2 a NK3. Plech mostovky tl. 14 mm je podporován šesti podélnými trapézovými výztuhami v osové vzdálenosti 750 mm. Trapézová výztuha je z plechu tl. 8 mm lichoběžníkového tvaru konstantní výšky 300 mm a prochází plynule ve stojinách příčníků. Příčníky jsou navrženy jako svařované obrácené T-profily. Montážní styky příčníků byly z důvodu minimalizace počtu montážních dílců mostovky provedeny u osy nosné konstrukce. Zapojení mostovky k hlavním nosníkům je pomocí přechodu plechu mostovky v horní pásnici dolního pásu. Na vnitřní straně hlavních nosníků prochází styčníkové plechy pro připojení diagonál horní pásnicí dolního pásu resp. navazujícím mostovkovým plechem. Vně hlavních nosníků jsou navrženy kabelové lávky na konzolách. Velikost a umístění je odvozena z mostu přes Ploučnici v km 2,221 a je dána počtem a polohou stávajících kabelových vedení.

NOK mostovek, nosníků a zábradlí je protikorozně ochráněna kombinovaným povlakem s metalizací. Horní pasy a diagonály pak organickým povlakem v souladu s technologickým předpisem. Odstín vrchní vrstvy ochranného nátěrového systému (ONS) je stanoven shodně s již realizovanou konstrukcí mostu přes Ploučnici tzn. zelený DB 610.

VÝROBA NOK
Ocelová konstrukce byla vyrobena v provozu ocelových konstrukcí Metrostav a. s. divize 3 v mostárně v Horních Počernicích. S ohledem na aktuální výrobní program se jednotlivá pole vyráběla postupně, pořadí bylo zvoleno po dohodě s objednatelem v souladu s budoucí potřebou na montáži, která byla časově omezena výlukou. Výroba začala v únoru 2013 a byla dokončena poslední přejímkou v červu 2013.

Nejprve se vyráběla nejmenší NOK 1, poté NOK 3, která byla prodlouženou variantou NOK1 a na závěr nejsložitější a nejtěžší NOK2 s kruhově zakřivenými horními pasy (obr. 2).

Jednotlivé konstrukce byly děleny do následujících dílců: 4 (NOK1) respektive 6 mostovkových dílců (NOK2 a 3), vertikály, diagonály a horní pasy. Horní pasy byly přímé u NOK1 a 3 u NOK2 jsou zakřivené horní pasy vzájemně propojeny horizontálním ztužením. Horní pas byl podélně rozdělen na 2 dílce u NK1 a na 3 dílce u NK2 a NK3. Výroba hlavních nosných částí probíhala z plechů z materiálu S355J2+N (tl. Do 30 mm), S355K2+N (tl. 30 – 50 mm), S355J2+C (trapézové výztuhy) a S355 J0H+N (trubkové výrobky), materiál S235J2R+N byl použit pro vedlejší nenosné části (konzoly zábradlí, kabelové žlaby,…).

Jednotlivé dílce byly svařovány za použití metod 135 (MAG) a 121 (SAW).

Byly svolány celkem tři dílenské přejímky, pro každou konstrukci jedna, jejichž předmětem byla vždy sestava mostovkových dílců, sestavené horní pasy, svislice a jednotlivé diagonály. Pro usnadnění a urychlení postupu prací na montáži byly svislice svařeny s prvními diagonálami do dílce tvaru „A“ (viz obr. 6).

PROTIKOROZNÍ OCHRANA (PKO)
Po uvolnění dílců k provádění protikorozní ochrany (PKO) bylo potřeba jednotlivé dílce co nejrychleji expedovat z dílny do lakovny, aby se uvolnil prostor pro skládání další dílenské sestavy. U mostovkových dílců byl navržený ochranný nátěrový systém (ONS) s metalizací, který je poměrně náročný na čas a kvalitu provádění. Ve snaze urychlit proces provádění PKO byl nastaven zvláštní režim provádění PKO konstrukce. Práce probíhaly ve „24 hodinovém režimu“ kdy se souběžně pracovalo jak v tryskacích boxech, tak v lakovně. Zatímco jeden dílec se po tryskání a aplikaci metalizace přesouval do lakovny k aplikaci dalších vrstev PKO, tak následující dílec byl navážen do tryskacího boxu, tzn., že v jeden čas probíhaly práce minimálně na dvou mostovkových dílcích. V takto nastaveném režimu probíhaly práce vždy na celé přejímané konstrukci.

TRANSPORT A MANIPULACE
Dle původních plánů a harmonogramu měly být první dva mostovkové dílce každé NOK po opuštění lakovny dočasně uskladněny v areálu MTS v Horních Počernicích a poté na výzvu společně s posledními dvěma kusy převezeny na staveniště v Děčíně. Překládání a převoz mostovkových dílců o hmotnosti 30 t bylo zajišťováno mobilním jeřábem o nosnosti 90 t a podvalníky divize 4 Metrostav a.s., stejná technika byla použita také na převoz dílců širokých 4,5 m a 19 m dlouhých do Děčína. Povodně, které vypukly na přelomu měsíců května a června však způsobily, že jediné dílce, které z areálu odjely dle plánu, byly mostovkové dílce NK1, pro ostatní dílce (dvě kompletní nosné konstrukce) musel být zřízen provizorní sklad (obr. 4). Takto zůstaly hotové dílce uskladněny dva měsíce, než bylo opět možné pokračovat v montážních pracích. V rámci jednoho dne se vždy přepravovaly tři (resp. dva) mostovkové dílce, tak aby byla na stavbě uložena polovina mostu v podélném směru., následující den byly naváženy zbývající tři (dva) mostovkové dílce.

Vzhledem ke stísněným poměrům na staveništi a napjatému harmonogramu byla potřeba umístit jeřáb na jedno, místo kde bude po celou dobu montáže, z toho vyplývalo, že musí být použity jeřáby s velkým vyložením (bylo potřeba manipulovat s břemenem 30 t až na vzdálenost 25 m). K ukládání mostovkových dílců posloužil jeřáb o nosnosti 350 t, který byl využit vždy na tři dny na každou konstrukci (obr. 5). K manipulaci s ostatními dílci posloužil jeřáb o nosnosti 120 t, který byl na stavbě po celou dobu montáže a byl použit střídavě na všechny konstrukce k vyplétání diagonál a osazení horních pasů.

MONTÁŽ
Na staveništi v Děčíně byla zřízena tři montážní pracoviště. Kolegové z divize 4 sestavili montážní rošt z konstrukcí pižmo, ŽBM a I nosníků, tak aby montážní pracoviště mohlo po drobných úpravách sloužit k podélným a příčným manipulacím jednotlivých svařených konstrukcí. Takto připravený montážní rošt byl výškově urovnán. Jeřábem o nosnosti 350 t byly postupně osazeny mostovky NOK1, po jejich urovnání a dílčí prohlídce byly zahájeny svářečské práce. Montážní spoje byly svařovány metodami 136, 138, 121 a 111. Zvláště výhodné se ukázalo svařování trubičkovými dráty s ohledem na redukci možných vad ve svarech a tím omezení oprav a urychlení výstavby.

Před dokončením svarů mostovek práce bohužel přerušily povodně, kdy hladina Labe dosahovala cca 1 m pod podlahu montážního roštu (obr. 3). Po opadnutí vody a 40denním nuceném přerušení prací, bylo nutné jak montážní rošt tak i vlastní konstrukci stabilizovat, vyrovnat a provést bezpočet geodetických měření, aby se vyloučilo sedání montážního roštu zasaženého povodní a poté mohly pokračovat svářecí práce.

Po vyrovnání NK1 pokračovaly montážní práce výpletem příhradoviny, který byl zahájen „A“ kusem, v předstihu svařeným ze svislice a první diagonály (obr. 6). Upevnění svislice a diagonály bylo zajištěno montážními přípravky se šroubem, které zajišťovaly další možnou výškovou a směrovou rektifikaci. Podobným způsobem byly vztyčeny diagonály, směrem od svislice vždy v páru, kdy se vzájemně rozpíraly pomocí dalšího montážního přípravku (obr. 7). Zároveň s montáží diagonál bylo potřeba vybudovat systém bárek pro podepření horních pasů. Po osazení poslední diagonály byly osazeny horní pasy, po jejichž urovnání a dílčí montážní prohlídce byly svařeny montážní spoje svislic s mostovkami a svislic s horními pasy. Tím byla zafixována geometrie horních pasů a mohlo dojít k finálnímu dopasování diagonál a následnému svaření zbývajících montážních spojů.

Po dokončení svářecích prací byla konstrukce uvolněna k provádění finální PKO, byly zaměřeny klínové desky a následně byla předána kolegům z divize 4 k vlastní manipulaci mostních dílců.

Kvůli vysoké hladině Labe byla zpožděna příprava montážního pracoviště pro NOK3 a NOK 2, z tohoto důvodu se montáž zbývajících konstrukcí téměř sbíhala, to přineslo na jednu stranu zlepšení návazností při využívání jeřábů, na straně druhé ale došlo ke zvýšení potřeb kvalifikovaného dělnického personálu, souběhu podpůrných konstrukcí a lešení a tím i nákladů. Montáž u NOK3 a NOK2 probíhala ve stejném duchu jako u NOK1, lišila se pouze v rozsahu a obtížnější manipulací s horními pasy, zvláště u NOK2 kde jsou zakřivené horní pasy vzájemně propojeny horizontálním ztužením.

U poslední konstrukce, největšího, středového pole byla navíc situace zkomplikována začínající výlukou a tím zvýšeným provozem způsobeným demontáží stávající konstrukce, a tudíž nedostatkem místa na staveništi.

Při provádění prací PKO bylo navíc potřeba zamezit zakrytím konstrukce odletu abraziva z tryskání a následně rozstřiku nátěrových hmot při aplikaci mezivrstev a vrchního nátěru PKO, staveniště se totiž nacházelo v městské zástavbě.

Jednotlivé nosné ocelové konstrukce byly po dokončení montážních prací a prací PKO kombinací podélných a příčných posunů osazeny do definitivní polohy v tomto pořadí: NOK3, NOK1 a nakonec NOK2 (obr. 10). Pro výsun NOK2 byla využita SOK2, která posloužila jako výsuvný nos pro podélný výsun SOK2 do středního pole. Spojení staré a nové konstrukce zajišťoval spojovací adaptér o hmotnosti cca 10 t (obr. 11).

Po definitivním osazení nových mostních konstrukcí přišla na řadu montáž klínových desek, ložisek a mostního příslušenství. Dále byly zahájeny práce na železničním svršku a zřízena bezstyková kolej.

Po položení kabelů byla provedena montáž pochozích plechů, čímž byly montážní práce definitivně ukončeny.

ÚČASTNÍCI VÝSTAVBY:

• Investor: Správa železniční dopravní cesty, s. o.
• Projektant stavby: SUDOP PRAHA a. s., Ing. Martin Vlasák
• Projektant VTD OK: Ing. Antoní Pechal, Csc., Projektové a inženýrské služby
• Zhotovitel stavby: Metrostav a. s., Divize 4, provoz mostních technologií
• Výroba a montáž OK: Metrostav a. s., Divize 3, provoz ocelových konstrukcí

ZÁKLADNÍ ÚDAJE:

• Rozpětí polí (NK1, NK2, NK3): 36,9 m + 56,00 m + 56,00 m
• Šířka mostu: 8,58 m (mezi zábradlím)
• Volná šířka na mostě: 5,8 m (mezi hl. nosníky)
• Výška mostu: 7,26 m (přímá OK), 9,26 m (oblouk)
• Ložiska: 12 ks – kalotová (s kluznou plochou MPE)
• Hmotnost jednotlivých polí (NK1, NK2, NK3): 182 t + 309 t + 294 t = 785 t
• Celková hmotnost NOK včetně vybavení mostu: 812,5 t
• Výroba a montáž OK: Metrostav a. s., Divize 3, provoz ocelových konstrukcí

Materiál byl prezentován na konferenci Ocelové konstrukce 2014 v Karlově Studánce.

Reconstruction of the Railroad Bridge over Elbe River on the Railway Line Děčín – Jedlová – Production and Assemblage of the Steel Construction
The contribution discusses production of parts of a bearing steel structure of the three-pole railroad bridge over the Elbe in Děčín, production of anti-corrosion coating, transport of the parts, and subsequent assemblage of particular bridge structures on the site in Děčín.

Autoři

• Ing. Švec Libor
• Ing. Hátle Jindřich MBA