Návrh a realizace železničního mostu v km 25,486 trati Praha - Středokluky

Obr.1. - Příčný řez uprostřed rozpětí	Fotogalerie...

Celková koncepce mostu

Vybudování mostu bylo vyvoláno nutností zajistit mimoúrovňové křížení stávající železniční tratě ČD s navrhovanou přeložkou silnice I. třídy I/6 kategorie R24,5/120. Překážku tvoří stávající jednokolejná železniční trať ČD. Trať je v současné době mimo
provoz. Po dokončení mostu je plánováno zprovoznění tratě. Traťová rychlost v dotčeném znovu zprovozněném úseku bude s ohledem na stav železničního svršku, směrové i výškové poměry 60 km/hod (převýšení kolejí p = 74 mm). Na základě požadavku zástupců SŽDC SS Praha bude mostní konstrukce SO 210 provedena tak, aby v budoucnu mohla být traťová rychlost zvýšena na 80 km/h. Most je tedy projektován pro převýšení koleje 130 mm. Novostavba mostu je navrhována na normový zatěžovací vlak “Z”.

Vzhledem k tomu, že most je v širé trati a v oblouku, je dle ČSN 73 6201 – projektování mostních objektů šířka mostního průjezdného průřezu 2 500 + 103 = 2 603 mm s minimálním odstupem od nosné konstrukce 139 mm (min. 125 mm). Volná šířka mostu mezi nosníky je 6 830 mm. Šířka žlabu kolejového lože 6 860 mm a minimální tloušťka 560 mm vyhovuje strojnímu čištění kolejového lože.

Staveniště mostu se nachází v širé trati v extravilánu. Terén v místě stavby je rovinný. Přístup k mostu se předpokládá v trase navrhované komunikace. Výstavba mostu je prováděna za vyloučeného provozu. V rámci úpravy trati bude stávající žel. spodek a svršek v okolí mostu rozebrán a nová úprava bude provedena po dokončení mostu. Při návrhu příčného řezu mostu bylo použito netradiční řešení s mostovkou plně integrovanou do nosného systému, které je odlišné od MVL 212. Snahou bylo navrhnout jednoduché a účelné detaily nosné konstrukce, aby výroba a zejména údržba mostu byla co nejjednodušší při zachování vysoké funkčnosti a estetiky konstrukce. Navržené řešení se ukazuje také jako úsporné s ohledem na spotřebu
materiálu.

Hlavní nosná konstrukce

Nosná konstrukce je ocelová a je navržena jako prostě uložený trám vyztužený příhradovinou s dolní ocelovou mostovkou. Teoretické rozpětí trámu je 54 800 mm – to je rozděleno na osm příhrad po 6850 mm. Celková délka hlavních nosníků je 55600 mm. Celková výška nosné konstrukce byla oproti DZS snížena z 7300 mm na 6 500 mm. Snížení výšky hlavních nosníků bylo umožněno tužším dolním pasem (v DZS původně navržen „klouboukový“ profil). Snížená výška hlavních nosníků
přispívá k větší tuhosti příčných polorámů a tím ke stabilitě horního pasu. Šířka hlavního nosníku je 590 mm.

Dolní pas hlavního nosníku je tvořen svařovaným I-profilem, na vnitřní straně s uzavřenou komorou tvořenou mostovkovým plechem a bočními plechy kolejového žlabu. Komora je vyztužena diafragmaty v místě příčníků. Výška dolního pasu je 1600 mm, u opěr se tato výška zvětšuje na 1780 mm. I-profil je z vnější strany vyztužen v místech připojení diagonál příčnými výztuhami, které spolu s vnějšími styčníkovými plechy vytváří T-výztuhu (viz obr 3.) Navržené řešení umožní eliminovat nepříjemné detaily průchodu diagonál přes plechy obslužné lávky, což jsou z hlediska budoucí údržby místa problémová.

Horní pas příhradového hl. nosníku je navržen jako uzavřený truhlíkový průřez, neboť vykazuje vhodnější tvar z hlediska nebezpečí koroze a stability proti „kloboukovému“ po délce odstupňovány – použité tloušťky jsou 30 mm a 40 mm. Horní pás přechází na konci nosníku v tlačenou krajní diagonálu, která zachovává truhlíkový průřez, mění se pouze tloušťka pásnic na 20 mm. Zesílení krajní tlačené diagonály zvyšuje tuhost koncového polorámu a přispívá ke stabilitě horního tlačeného pásu.

Diagonály jsou navrženy jako svařované I průřezy s jednotnou výškou – 560 mm, tloušťkou stěn 16 mm a tloušťkou pásnic 30 mm. Dimenze jednotlivých diagonál se liší v šířce pásnic – 420, 360, 300 a 250 mm. Diagonály jsou k hornímu i dolnímu pasu připojeny pomocí tvarovaných styčníkových plechů.

Mostovka

Mostovka sestává z mostovkového plechu a podélných a příčných výztuh. Žlab kolejového lože odpovídá svými rozměry nutnému obrysu kolejového lože pro trať v oblouku o poloměru 350 m a převýšení 130 mm podle ČSN 73 6201 a MVL ČD 211, s prostorem pro uložení kabelových chrániček. Osová vzdálenost hlavních nosníků je 7420 mm. Dno žlabu je vyspádováno ve sklonu 5 % směrem do úžlabí, kde jsou umístěny odvodňovače. Úžlabí je příčně 1500 mm od osy pravého nosníku. Mostovkový plech je navržen v tloušťce 16 mm. K mostovkovému plechu jsou přivařeny vpusti odvodňovačů z trubek 159/10 mm. Odvodňovače jsou opatřeny mřížkou.

Podélné výztuhy jsou z plechu profilu P20×250 mm v osových vzdálenostech po 490 mm. Výztuhy jsou provedeny jako spojité, procházejícími výřezy ve stěnách příčníků s kruhovými výpaly o poloměru 50 mm.

Příčníky jsou provedeny jako svařované obrácené T-profily. Osová vzdálenost příčníků je 2283 mm, každý třetí je umístěn ve styčníku příhrady hlavního nosníku. Jejich stěna bude provedena z plechu tloušťky 14 mm a dolní pásnice z profilu P 25×400 mm.

Výška příčníků je volena tak, že jejich dolní líc je snížen o 180 mm pod úroveň dolních pásnic hlavních nosníků. Ve stěně příčníků budou provedeny prostupy pro odvodnění lemované úpalkem trubky 273/12 mm. Stěny příčníků ve styčnících jsou pod vnitřními styčníkovými plechy vyztuženy výztuhami P30×193 mm.

Statický výpočet

S ohledem na netradiční koncepci řešení nosné konstrukce mostu byl statický výpočet mimo běžné posudky rozšířen o výpočet horního pasu teorií II. řádu a detailní posouzení styčníků na dolním pase příhradového nosníku.

Vnitřní síly a napětí v hlavních nosných průřezech byly určeny na prostorovém modelu konstrukce. Mostovkový plech byl modelován deskostěnovými prvky v nichž jsou definována jako žebra podélné výztuhy a příčné výztuhy. Toto zadání umožňuje získat vnitřní síly působící na žebra s příslušnou efektivní šířkou. Příčníky jsou modelovány s proměnnou výškou. Příhradový hlavní nosník byl modelován pruty.

Pro výpočty horního pasu teorií II. řádu a pro detailní posudky styčníků dolního pasu byl dolní pas hlavního nosníku modelován včetně styčníků diagonál, zárodků příčníků a všech příčných výztuh a diafragmat pomocí 2D prvků, které podrobně vystihují tvar dolního pasu. Pro představu o výstižnosti modelu jsou na obr. 3 uvedeny ukázky napjatostí ve 2D prvcích na styčníku dolního pasu.

Horní pas byl posouzen nejdříve výpočtem metodou příčných polorámů a vzpěrnostním posudkem. Pro kontrolu napjatosti v horním pase a deformací horního pasu byl proveden výpočet teorií II. řádu, kdy byla uvažována imperfekce tvaru horního
pasu s maximální amplitudou e_0d = 20 mm. Tato hodnota je předepsána také jako maximální výrobní a montážní tolerance přímosti horního pasu. Srovnáním přírůstku napětí vlivem vzpěru bylo možné konstatovat, že přírůstky získané výpočtem dle teorie II. řádu pro imperfekci s maximální amplitudou e_0d = 20 mm byly menší, než přírůstky napětí spočítané vzpěrnostním výpočtem dle ČSN 73 1401. Výpočet deformací teorií II. řádu prokázal, že tvar horního pasu při maximálním zatížení konverguje ke stabilní poloze a nárůst vodorovné deformace s uvažováním geometrické nelinearity a imperfekcí s amplitudou e_0d = 20 mm oproti výpočtu dle teorie I. řádu dosahuje přijatelných hodnot (max_∆uy = 4,2 mm). Na obr. 4 je graf zobrazující vodorovné deformace horního pasu pro výpočet dle teorie I. řádu bez zadaných imperfekcí, se zadanou imperfekcí a výpočet dle teorie II. řádu. Zobrazena je polovina horního pasu, hodnoty deformace jsou dány ve čtvrtinách mezi styčníky.

Výroba a montáž

Ocelová konstrukce je vyrobena z oceli S355J2G3. Výrobcem a montážní organizací nosné ocelové konstrukce je firma MCE Slaný, s.r.o. Celková hmotnost OK mostu činní 290 tun. Most je v současné době ve fázi výroby a montáže OK.

Montážní rozdělení na dílce je následující: dolní pas hlavního nosníku spolu s polovinou mostovky je rozdělen na dva dílce se stykem přibližně uprostřed rozpětí, příhradovina (horní pas a diagonály) je rozdělena na tři dílce. Nosná OK je montována
na staveništi v definitivní poloze na předem zhotovených opěrách a jedné montážní podpěře přibližně uprostřed rozpětí. Nejdříve budou osazeny a svařeny čtyři díly mostovky a dolních pasů hlavních nosníků. Při montáži mostovky je třeba podepřít
konstrukci čtyřmi mobilními stojkami v ose mostu tak, aby bylo zabráněno zkroucení mostovky a z toho plynoucí deformaci. Tyto stojky budou po zavaření podélného styku odstraněny. Na kompletní mostovku a dolní pasy budou přivařeny dílce příhradoviny. Konstrukce bude montována za pomoci mobilní silniční jeřábové techniky.

Zhotovitelem mostního objektu je firma SDS Exmost, s.r.o. Generálním projektantem stavby je firma VPÚ DECO Praha a.s. Předchozí projekční stupně (DSP a DZS) zpracovala firma PONTEX, s.r.o. Projekční kancelář Ing. Antonína Pechala, CSc.
zpracovala realizační dokumentaci mostu a výrobní výkresy nosné OK, spodní stavbu projektovala v subdodávce firma PRIS, spol. s r.o.