Mosty na D47, stavba 4708, Ostrava Rudná - Hrušov

1. Úvod

Cílem tohto článku je představit zajímavé mostní konstrukce na stavbě dálnice D4708.2, Ostrava, Rudná – Hrušov, tedy průtahu dálnice moravskoslezkou metropolí - Ostravou.

Celkový počet nově budovaných mostů v rámci této etapy je 21, jejich délka dosahuje téměř 4 000 m, u dvou největších mostů pak 588 m a 738 m. V rámci výstavby přeložky ulice Rudné, tedy jedné z páteřních komunikací ostravské silniční sítě, se navíc snáší 2 samostatné ocelové konstrukce délky 128 metrů dnešního třípolového mostu na ulici Rudné přes frekventovaný železniční koridor Přerov – Bohumín. Současně s mosty se buduje 6 navazujících objektů opěrných zdí, jejich výška dosahuje až 12 metrů.

V rámci předcházejících etap stavby 4708 bylo v minulých letech dokončeno 5 mostních objektů, z nichž část již slouží veřejnému provozu (most na ulici Opavské a most na ulici Hlučínské), zbývající pak současnému staveništnímu provozu.

Vysoký počet mostů je dán jednak množstvím překážek, které dálnice v intravilánu města překonává, jednak počtem mimoúrovňových křižovatek zajišťujících komunikační napojení silniční sítě Ostravy na dálnici. Tyto křižovatky budou na území města celkem tři. První, a současně stavebně nejsložitější, je mimoúrovňové křížení (MÚK) s ulicí Rudnou v Ostravě-Svinově. Další je napojení v místě tzv. Severního spoje poblíž městského obvodu Ostrava-Hošťálkovice v blízkosti soutoku řek Odry a Opavy, a poslední je MÚK Místecká v Ostravě-Přívoze. Křížení s ulicemi Rudnou a prodlouženou Místeckou jsou řešena jako kapacitní víceúrovňové okružní křižovatky – rondely.

Oba budou dlouhé 460 a široké téměř 300 metrů, přičemž na ulici Rudné bude mít křížení celkem 4 výškové úrovně a 6 mostních objektů. Práce na něm musí díky nutnosti zachování silničního provozu probíhat v několika etapách, spojených s jeho převáděním. První máme za sebou, již půl roku je veškerý provoz veden po severní polovině Rudné, další část byla dokončena koncem října, kdy byl provoz od Poruby do Ostravy převeden na nově vybudovanou jižní část rondelu. Toto opatření je nezbytné k dokončení snášení obou konstrukcí starého mostu na Rudné a dokončení levé (severní) konstrukce nového mostu.

Součástí uzlu Rudná je celkem 8 mostních konstrukcí, 6 jich překonává železniční koridor Přerov – Bohumín. Kubatura násypů zde překračuje 600 000 m³, jejich výška dosahuje 16 metrů. Na celém úseku přesahuje kubatura násypů 3 miliony m³.

2. Přípravné práce

Před zahájením projekčních prací bylo nutno ve velmi krátkém čase provést podrobný doplňkový inženýrsko geologický průzkum, kterým byla na základě výběrového řízení pověřena firma TOPGEO Brno, spol. s r.o. Ta zajišťovala koordinační a vrtné práce, vlastní rozbory, geotechnické posudky a prognózy provedla firma GEOSTAR Brno, spol. s r.o.

V rámci průzkumu bylo provedeno 42 inženýrsko geologických vrtů o celkové délce 740 m, téměř stejný počet zkoušek těžké dynamické penetrace, 3 statické a 1 dynamická zatěžovací zkouška pilot. Výsledkem bylo u části objektů ověření předpokladů zadávací dokumentace stavby, u části objektů však zpřísnění požadavků geotechnika na založení mostů, tedy zejména mírné prodloužení délky pilot. Nedílnou součástí geotechnického posudku byla i prognóza sedání podpěr mostů a násypových těles. Ta se stala, díky skutečnosti, že termín stavby byl oproti původním záměrům investora zkrácen o 1 rok, dnes víme, že celkem o 2 roky, a nebylo tudíž možné provést konsolidační násypy v zamýšleném časovém rozsahu, dokumentem zásadně ovlivňujícím návrh a realizaci téměř všech mostních objektů. Proto bylo nutno u části násypů provést úpravu podloží štěrkopískovými pilotami, z větší části vibrovanými, a u většiny mostů navrhnout konstrukční opatření k jejich rektifikaci. Celková délka těchto pilot se blíží 50 km.

3. Realizace

Vedoucím členem sdružení, které zajišťuje realizaci stavby, je firma ODS-Dopravní stavby Ostrava, a.s., dalšími členy jsou SSŽ Praha a.s. a OKD, Doprava, a.s. Významným subdodavatelem, zajišťujícím stavbu čtyř mostních objektů je i firma SMP Construction Praha, a.s., a firma Hutní montáže Ostrava, a.s. zajišťující montáž ocelových konstrukcí obou velkých estakád. Pilotové založení mostů je dílem firem TOPGEO Brno a ZG Praha.
Generálním projektantem stavby je Dopravoprojekt Brno a.s., hlavním projektantem objektů řady 200, tedy mostů, opěrných zdí apod. je projekční kancelář Stráský, Hustý a Partneři Brno, přičemž na těchto pracích se podílí i Dopravoprojekt Ostrava a brněnské OKF Design, PRIS, Viapont, D-Projekt. Odborný dohled investora pro ocelové konstrukce vykonává firma Ing. Antonína Pechala.

Naše společnost ODS-Dopravní stavby Ostrava, a.s. je garantem výstavby všech mostů  stavby 4708.2 a současně zajišťuje vlastními silami, mimo dalších objektů, výstavbu celkem 9 mostů. 

Zejména dva největší na tomto úseku, SO 8201 - Most na dálnici přes ulici Polaneckou, rybník Rojek a trať ČD o celkové délce 588 m, a SO 8216 - Most na dálnici přes trať ČD, produktovody a řeku Opavu s celkovou délkou 738 m, představují, spolu s již dokončeným a staveništnímu provozu sloužícím SO 8221 - Mostem na dálnici přes Odru, průplav a sběrač D,  inženýrské konstrukce vysoké technické úrovně.

Společným znakem všech vícepolových mostů je na Ostravsku dříve neobvyklý statický systém spojitých nosníků, navíc pružně uložených na podporách. U těchto třech největších je to navíc i použití ocelové konstrukce z patinující oceli, nebo přesněji řečeno z oceli se zvýšenou odolností proti atmosférické korozi - třídy S355J2G1W, tedy materiálu nevyžadujícím další povrchovou ochranu a známou pod obchodními názvy ATMOFIX nebo CORTEN. Tato konstrukce je spřažena s extrémně štíhlou, příčně předpjatou, železobetonovou monolitickou deskou – uprostřed průřezu má tloušťku jen 250 mm, a to při osové vzdálenosti hlavních nosníků 8m a použití betonu běžné pevnostní třídy C 30/37 XF1, byť speciální receptury pro omezení objemových změn a lepší zpracovatelnost.

Most přes Odru, který byl již odborné veřejnosti v minulosti několikrát představen, má nosnou konstrukci řešenu jako otevřený truhlík výšky 3550 mm, u obou nově budovaných mostů jsou s ohledem na rozšiřování mostovky v místě nájezdových a odbočovacích pruhů použity konstrukce ze svařovaných nosníků tvaru I výšky 2350 mm.

Podmínkou pro splnění termínů výstavby bylo dokončení spřažené desky pravé i levé konstrukce během jedné stavební sezóny, tudíž použití metody pojízdného bednění a nasazení dvou betonářských vozíků na každý most. Konstrukce těchto vozíků zde musí splňovat množství protichůdných požadavků. Jednak s ohledem na relativně malý poloměr vrcholového oblouku nivelety mostu musí zajistit přizpůsobení tvaru bednění desky při nutné délce vozíku 32 metrů. Jednak musí umožnit plynulé rozšiřování mostovky, tedy změnu tvaru bednění v příčném směru. Tyto skutečnosti nás vedly k rozhodnutí zkonstruovat a vyrobit celkem 4 vozíky, z toho tři o délkách 32, 32 a 16 m pro betonáž konstantního profilu mostovky a jeden tzv. rozpletový vozík délky 21 m, umožňující rozšíření mostovkové desky. Ten bude použit na obou estakádách. Jejich konstrukce je dílem technického oddělení a současně výrobních techniků naší společnosti.

Pro betonáž desky byl na mostě přes Odru ověřen pětidenní pracovní cyklus vozíku. Během 5 dní musí být bednění předcházejícího úseku spuštěno, vozík přemístěn, ustaven, dokončena musí být měkká i tvrdá výztuž a provedena betonáž. Po dalších 5 dnech pak následuje příčné předpětí desky. V případě větších rozpletových vozíků je ale pracovní krok delší, 7 + 5 dnů. Zkušenosti nám ukázaly, že limitujícím faktorem zde není pracnost jednotlivých operací nebo sehranost týmu, ale požadavek dostatečného modulu pružnosti betonu pro vnesení předpětí.

První z rozestavěných estakád, Most na dálnici přes ulici Polaneckou, rybník Rojek a trať ČD, jehož levá část má 12 a pravá 13 polí, s rozpětím největšího pole 70 m, je budován, tedy přesněji ocelová část jeho nosné konstrukce, postupným osazováním podporových částí ocelové konstrukce na pilíře pomocí mobilního jeřábu – u nejtěžších dílců hmotnosti až 186 tun jeřábem DEMAG CC 2400 o nosnosti 300 tun. Na převislé konce těchto zárodků se pak upevňují přípravky se 4 speciálními hydraulickými lanovými zvedacími zařízeními HLZ-50, která následně do otvoru vyzvednou mezipodporové dílce. Základní počet hlavních nosníků, který je dva, se v místě rozšíření zvyšuje na pět (vlevo) tři, resp.(vpravo). V těchto polích budou všechny montážní dílce osazovány pomocí mobilního jeřábu. Celková hmotnost ocelové konstrukce tohoto mostu činí 5.120 tun, výroba je dílem společnosti Vítkovice Steel.

Použití posuvného bednění si v  tomto případě vynutilo změnu řešení podporových příčníků. Ty byly v předcházejícím stupni dokumentace řešeny jako spřažené s mostovkovou deskou a tudíž přímo znemožňující použití pojízdného bednění. Nebylo to samoúčelné řešení, neboť z důvodů velkého úhlu křížení s drahou nebylo možno navrhnout hlavice mezilehlých podpěr v potřebné šířce tak, aby ložiska podepírala přímo hlavní nosníky, ale pouze podporové příčníky. Dá se říct, že společným úsilím projektanta mostu, projektanta OK a zhotovitele se podařilo najít optimální řešení, které splnilo požadavky na rychlost výstavby a minimalizovalo nárůst hmotnosti ocelové konstrukce.

Již při přípravných pracích, kdy bylo nutno provést částečný zásyp rybníka Rojek jako pracovní a montážní plošinu, jsme museli plnit základní ekologický požadavek majitele i nájemců rybníka, a sice neohrozit život 23 kg těžkého a 97 cm dlouhého kapra nestora, obývajícího, samozřejmě spolu s další násadou, již léta vody tohoto rybníka.

Největší most této etapy stavby - Most na dálnici přes trať ČD, produktovody a řeku Opavu, který má 17 polí s největším rozpětím 47m, je řešen i budován odlišným způsobem. Hlavice mezilehlých podpěr jsou zde širší a z toho důvodu i předpjaté třemi kabely, použit je i beton vyšší pevnosti C35/45. Množství měkké výztuže je na hranici proveditelnosti. Jako velice důležitá se ukázala zkouška provedení hlavice, na jejímž základě byl tvar několika vložek upraven. Ocelová konstrukce je ze 2/3 délky, tady v polích 17 – 6, montována postupným výsuvem, kdy jednotlivé díly jsou postupně spojovány svařováním na předmontážní plošině a po speciálních kluzných přípravcích jsou vysouvány na jednotlivé podpěry mostu s použitím výsuvného nosu délky 15metrů. Kluzná plocha je tvořena plechem z nerezové oceli a vrstvou teflonu. Po skončení výsunu jsou tyto přípravky vyměněny za definitivní hrncová ložiska a konstrukce spuštěna o cca 130mm níže do konečné polohy. Zbývající třetina této konstrukce v polích 1 – 5 je osazována klasickou montáží mobilními jeřáby o velké nosnosti. Na upravené plošině je zkompletována konstrukce spolu se zafixovanými ložisky a tento montážní díl o délce přibližně 33 metrů a hmotnosti cca 90 tun bude osazen do otvoru s použitím jedné montážní podpěry. Celková hmotnost ocelové konstrukce tohoto mostu činí 4.299 tun, výrobcem je S.O.K. Třebestovice, dodavatelem materiálu Corten německé hutě Salzgitter.

Oba mosty budou vybaveny hrncovými ložisky od firmy CEDRON Bratislava, mostními závěry MAGEBA ze S.O.K. Třebestovice, most 8201 navíc i podélnými stoppery firmy Maurer.

Současný stav postupu výstavby:

Montáž OK obou těchto objektů byla zahájena na podzim roku 2004, levé konstrukce jsou dokončeny, nyní probíhá montáž pravých konstrukcí, která bude dokončena v jarních měsících roku 2006. Koncem dubna loňského roku byla na smontované levé polovině každého mostu zahájena betonáž spřažené železobetonové desky. Její kompletní dokončení bude v případě  objektu 8201 na podzim roku 2006, u objektu 8216 bude v jarních měsících roku 2007 dokončen již jen rozpletový úsek. V současné době již na části obou mostů probíhá pokládka izolace. Celkově budou oba objekty dokončeny v průběhu roku 2007, tedy včas pro zprůjezdnění ostravské části dálnice v dřívějším termínu.

4. Závěr

Závěrem bych rád poděkoval za opravdu vstřícný přístup a spolupráci jak všem projektantům, těm se současně musíme omluvit za velký termínový tlak, jemuž byli z naší strany vystaveni, tak i všem zúčastněným pracovníkům investora stavby - Ředitelství silnic a dálnic, závod Brno a jeho technické a dozorčí správy Ostrava.