Výroba a montáž mostu SO 207 – most přes údolí potoka Kremlice v km 6.103; Silnice I/11 Mokré Lazce – hranice okresů Opava, Ostrava

• Foto

VÝROBNÍ DOKUMENTACE
Nosná konstrukce mostu se v podélném směru dělí na 25 dílců délky 13 – 29 metrů. Každý dílec se dělí v příčném směru na 8 druhů montážních dílců:

1 – levý hlavní nosník
2 – pravý hlavní nosník
3 – střední dolní pásnice
4 – střední podélník
5 – krajní podélník levý
6 – krajní podélník pravý
7 – vnější vzpěry
8 – vnitřní vzpěra

Výrobní dokumentace je z důvodu návaznosti výroby rozdělena do sedmi částí. Každá část zahrnuje 3 – 4 montážní dílce (viz obr. 2). Část I – III zahrnuje dílce vysouvané v 1 etapě montáže směrem od Opavy, Část IV. – VII. zahrnuje dílce vysouvané ve druhé etapě směrem od Ostravy.

Tvorbě výkresové dokumentace předcházelo modelování nosné konstrukce mostu v programu Advance Steel, které práci výrazně usnadnilo a zpřesnilo. 3D model byl tvořen na základě křivkového modelu, jehož křivky kopírují určující hrany nosné konstrukce. V modelu je zahrnuto i nadvýšení konstrukce. Model obsahuje všechny plechy v jejich skutečném tvaru, včetně otvorů a úkosů hran. Z modelu byly vytvořeny řezy a pohledy, které byly použity pro tvorbu výkresů. Dále byly s pomocí programu Advance Steel vygenerovány položky plechů, určeny hmotnosti a těžiště jednotlivých dílců potřebné pro návrh montážních ok.

VÝROBA
Dle ČSN 732601/1998 byla konstrukce zařazena do výrobní skupiny Aa, Pro základní materiál (plechy a trubky) byl předepsán dokument kontroly 3.2 dle ČSN EN 10 204:2005. Při výrobě konstrukce byl využit zejm. materiál S355J2+N, S355NL, S355K2+N, S355J2H a S355J2C+N. Maximální použitá tl. plechů byla 95 mm. Dodavatelem plechů byla společnost Evraz Vítkovice Steel, výrobcem trubek byly Třinecké železárny.

Kompletní výroba probíhala v mostárně společnosti Firesta. Při výrobě byly zvlášť vyráběny a následně dílensky sestavovány hlavní nosníky a střední dolní pásnice. Poměrně náročné na výrobu byly zejm. nadpodporové příčníky a vnější podélníky. Dílenská přejímka komory byla vždy prováděna v sestavě min. dvou podélných dílů, aby byla zajištěna návaznost dílů. Příčné svary na stěnách a horních pásnicích byly 100 % ultrazvukovány, vizuální kontrola svarů na 100 %. Odděleně byly současně vyráběny vnější a středové podélníky, vnitřní a vnější trubkové vzpěry. Vlastní sestavení celého mostu do plného profilu vzhledem k jeho průřezu proběhlo až na montážní plošině. Při výrobě byly využity svařovací metody 135, 121, 783, na montáži byly tyto metody doplněny 111.

Použitý nátěrový systém byl v souladu s TKP 19B IPS ve skladbě:

• základní nátěr Hempadur ZINC 17360/1983 60 μm
• 1. podkladový nátěr Hempadur Fast Dry 17410/ 12430 110 µm
• 2. podkladový nátěr Hempadur Fast Dry 17410/ DB703 110 µm
• vrchní nátěr Hempathane HS 55610/ RAL 7047 (světle šedá) 60 μm
• celková tloušťka PKO 340 μm

Vlastní dílenské nátěry probíhaly v tryskacím a lakovacím boxu společnosti Firesta do 2. podkladového nátěru, vrchní sjednocující nátěr byl aplikovaný zejm. z důvodu množství montážních svarů až na stavbě.

MONTÁŽ MOSTU
Po dokončení aplikace druhé mezivrstvy na dílně byly jednotlivé dílce odváženy s využitím nadměrné přepravy na stavbu. Vzhledem k vlastní poloze mostu v krajině byla nejnáročnější část dopravy při návozech dílů od OP1 zpevněnou lesní cestou.

Přestože je konstrukce mostu v délce cca 238 z celkových 529 m půdorysně zakřivená, byla z důvodu velké výšky pilířů zvolena technologie montáže podélným výsunem. Konstrukce však musela být pro výsun rozdělena v podélném směru na dvě části. Levá – zakřivená část délky cca 214 m je vysouvána od opavské opěry O1. Pravá ,,přímá“ část délky cca 315 m je vysouvána od ostravské opěry O10. Zakřivení levé části je tvořeno obloukem o poloměru R = 900 m délky 75,5 m a přechodnicí délky 163 m. Obě části jsou navíc v proměnném podélném výškovém spádu. Před každou z opěr byla pro účely montáže zbudována montážní plošina s roštem, vybavená portálovým jeřábem. Poloha montážního styku obou vysouvaných částí, byla projektantem mostu navržena mezi pilíři P5 a P6 v poloze nulových ohybových momentů.

Podrobnou analýzu výsunu, se stanovením průběhů reakcí a průhybů na jednotlivých výsuvných pozicích zpracoval projektant mostu f. SHP. Vzhledem k tomu, že harmonogram prací určoval pro montáž také zimní období, bylo třeba do analýzy zahrnout i částečné zatížení sněhem během výsunu. Z předběžných analýz rovněž vyplynulo, že obě části vysouvané konstrukce musí být vybaveny naváděcími krakorci limitované délky a pochopitelně také limitované hmotnosti. Levá zakřivená část je pro výsun opatřena naváděcím krakorcem délky 12 m, pravá přímá část vysouvaná od O10 krakorcem délky 16 m. Krakorce umožnily zmírnění svislých účinků pod stěnami volných konců vysouvaných konstrukcí a rovněž zmenšení maximálních průhybů. Eliminace průhybů vystoupáním na pilíře je řešeno pomocí hydraulických válců instalovaných na čelech krakorců. Harmonogram výstavby umožnil montáž obou částí konstrukce mostu postupně. Proto byl krakorec navržen pouze jeden, modulárně stavebnicový, umožňující snadnou změnu délky z 12 na 16 m tak, aby byl použitelný pro výsun obou částí.

Na montážních plošinách je komora nosné konstrukce mostu sestavována v příčném směru ze třech částí pomocí portálového jeřábu, dále jsou instalovány vnitřní a vnější podélníky a vzpěry mobilním jeřábem. Po sestavení a svaření montážních dílců do montážních celků délek v rozmezí 33 až 57 m a po aplikaci vrchního nátěru je konstrukce z montážní plošiny vysouvána pomocí tažných tyčí, dutými hydraulickými válci. Hydraulické válce jsou zakomponovány do tažných zařízení, které tažnou sílu přenáší dále do opěr mostu. Jako první byla vysouvána zakřivená část, tedy od O1. Tažné zařízení zde sestávalo ze dvou dutých hydraulických válců 2 × 100 t (při výsunu od O10 2 × 150 t). Tažná síla je přenášena do konstrukce mostu pomocí celozávitových tyčí přes tažné závěsy. Na přímé části jsou tažné závěsy jednoduché svařence, šroubově připojené přes dočasné styčníkové plechy na dolní pásnici konstrukce mostu. Na zakřivené části musely být tažné závěsy, z důvodu stranového vychylování tažných tyčí, řešeny jako kloubové.

Z důvodu půdorysného zakřivení konstrukce od opěry O1 bylo nezbytné trajektorii výsunu průběžně stranově korigovat. Cílem itineráře stranových korekcí bylo najít ideální kompromis mezi množstvím operací příčného rovnání a maximální stranovou výchylkou během výsunu. I přes veškerou snahu minimalizovat množství rovnání během výsunu a minimalizovat velikost potřebné stranové výchylky, bylo nezbytné kluzná ložiska navrhnout tak, aby umožnila stranovou přestavitelnost přibližně ± 800 mm. Aby toto jejich přestavování bylo vůbec možné, musely být hlavy pilířů dočasně příčně rozšířeny, pomocí ocelových nosníků a šikmých vzpěr, kotvených do bočních líců pilířů. Pro tyto vzpěry byly v dřících pilířů dopředu nachystány kapsy s ocelovým sedly. Ložiska pro výsun jsou opatřena kluznými vložkami, bočním vedením a zařízením pro jejich příčný přesun. Výsuvná ložiska jsou uložena v kalotových vahadlech, s možností natočení se kolem horizontální osy tak, aby bylo zajištěno přizpůsobení se deformované vysouvané konstrukci. Z důvodu půdorysného zakřivení vysouvané konstrukce bylo nutné ložiska navrhnout také tak, aby se dokázala natáčet i kolem své vertikální osy a to v rozsahu ± 3 °.

Výsun přímé části od opěry O10 je řešen standardně, vysouvá se po stacionárních výsuvných ložiskách. Vzhledem k tomu že architektonické řešení finálního díla, z pochopitelných důvodů příliš nerespektuje argumenty statiky pro dočasné montážní stavy, bylo zapotřebí řešit také dočasné posílení („opancéřování“) hlavic pilířů v oblastech v blízkosti výsuvných ložisek. Výsuvná ložiska zaujímají v příčném řezu mírně odlišnou polohu od ložisek finálních. Díky dočasnému ,,opancéřování“ nemusela být architektura nijak narušena a pilíře si zachovávají plánovaný subtilní tvar odpovídající statice a potřebám finálního mostu.

Obě vysouvané části se setkávají nad údolím mezi pilíři P5 a P6. Po spuštění konstrukcí na finální ložiska dochází k vzájemné výškové korekci nestejných průhybů, vzniklých v důsledku odlišných délek volných konců a k montážnímu spojení v jeden celek. Po spojení následuje pokládka betonových filigránů, betonáž desky mostovky a dokončovací práce.

ZÁVĚR
Kompletní výroba byla zajištěná společností Firesta a díky nasazení všech dotčených pracovníků při výrobě a montáži můžeme směle konstatovat, že se nám podařilo naplnit přání investora, projektantů i architekta. Montáž mostu zmíněná v tomto příspěvku je ojedinělá volbou technologie postupným výsunem. Ne snad že by technologie postupným výsunem byla něčím novým, nebo ojedinělým. Technologie montáže postupným výsunem je však vhodná především pro mosty přímé, nebo v konstantním oblouku. V případě, že výsuvná trajektorie a osa mostu spolu z důvodu půdorysného zakřivení, nemohou korespondovat, je vždy na místě podrobná finanční analýza před definitivní volbou použité montáže.

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

Manufacturing and Assembly of Bridge SO 207 Bridge over the Valley of the Kremlice stream in km 6.103 of I/11 Road Mokré Lazce – Border Between Opava and Ostrava Districts
Object SO 207 leads I/11 Road over the valley of the Kremlice stream in both directions to a newly built connection between Ostrava and Opava. Load bearing structure of the bridge comprises composite, chamber, reinforced-concrete girder with widely laid corbels. Chamber shape and location of outer runners are secured by steel pulls. In terms of outline, part of the bridge (in direction from Opava) is in horizontal curve with 900 m radius, from pillar P3 in transition and direct from pillar P6. Level is created by vertical sag curve, constant 1.06 % incline and peak vertical curve. The overall length of load bearing structure of the bridge with 11 spans is 529.6 metres. Span distances are 33.0 + 45.0 + 2 × 48.0 + 4 × 57.0 + 48.0 + 45.0 + 33.0 m. The overall weight of OK is approximately 3,293 t. Supplier of the whole object is Skanska a. s. company. Contractor of RDS is SHP company. FIRESTA-Fišer, rekonstrukce, stavby a. s. company provides the manufacturing, assembly including protrusion, PKO, starting-up and settling of the structure on bearings. Deadline of the execution of part of the steel structure is 2013 – 2014. 

Autoři

• Ing. Španihel Jiří
• Ing. Šťasta Petr
• Ing. Foltýn Tomáš