Rekonstrukce železničních ocelových příhradových mostů přes řeku Radbuzu v Plzni.

Ing. Mirija Francouz, Ing. Stanislav Kejval, ČD, DDC, Stavební správa Plzeň

1. Úvod

V předkládaném příspěvku jsou shrnuty poznatky a zkušenosti z komplexní  rekonstrukce stávajících mostních objektů přes řeku Radbuzu v Plzni. Samotné rekonstrukci mostů předcházel podrobný průzkum spodní stavby, ocelových nosných konstrukcí včetně korozního průzkumu, znaleckých posudků, posouzení a výpočtu zatížitelnosti a přechodnosti.

Rekonstrukcí stávajících mostních objektů bude zajištěna normová zatížitelnost vlaku UIC-71 a přechodnost pro traťovou třídu D4 na traťovou rychlost 60 km/hod.

Mostní objekty přes řeku Radbuzu mají klíčový význam nejen pro železniční uzel v Plzni, neboť přes ně přechází 3 traťové úseky, dvoukolejná trať Plzeň-Cheb, dvě jednokolejné trati Plzeň-Česká Kubice a Železná Ruda-Plzeň, které vytváří propojení železničních soustav ČD a DB A.G.

Nutnost rekonstrukce mostů dále podtrhuje skutečnost, že jsou zatíženy mimořádnými přechodnostmi nadrozměrných zásilek, které dosahují hmotnosti 440 t a jsou přepravovány jak v mezinárodní dopravě, tak ve vnitrostátní. Velkou měrou se na těchto přepravách podílí firma Škoda Plzeň, a.s. s výrobou a přepravou energetických zařízení. Tyto přepravy jsou z hlediska ČD lukrativní a z velké míry nelze tyto přepravy nahradit silniční dopravou.

2. Popis konstrukce mostu

Mostní objekty jsou pro přehlednost rozděleny na dva objekty, mají shodné parametry jak rozměrové, tak použití stavebního materiálu pro spodní stavbu.

2.1. Jednokolejný mostní objekt

Most je navržen pro jednu kolej, v traťovém úseku v km 96,783 trati Železná Ruda-Plzeň. Délka mostu L = 121,07 m, výška mostu od normální hladiny h = 18,577 m.

Hlavní pole přes řeku Radbuzu tvoří jednokolejná ocelová příhradová konstrukce o rozpětí 62,0 m. Mostovka je klasická, prvková, příčníky nemají krycí pásnice, jen horní a dolní krční úhelníky, podélníky svařované po výměně z roku 1980, mostnice s plošným uložením. Nosná ocelová konstrukce byla vyrobena a osazena Škodovými závody, a.s. v roce 1914.

Krajní pole přes nábřežní komunikace tvoří pískovcové klenby z kvádrového zdiva, na železnorudské opěře jednou klenbou o světlosti 8,94 m na plzeňské opěře dvě klenby o světlosti 2 x 9,44 m,. Spodní stavba je z roku 1875-76 a byla přestavěna v letech 1914.

2.2. Vícekolejný mostní objekt

Most je navržen pro tři koleje, v současné době jsou na mostě dvě koleje, jedna pro traťový úsek v km 110,243 trati Plzeň-Česká Kubice, druhá pro kolej č.2 pro traťový úsek v km 349,662 trati Plzeň - Cheb. (Kolej č.1 trati Plzeň-Cheb vede po novém jednokolejném mostě-viz.samostatný příspěvek Železniční technika). Délka mostu L = 119,13 m, výška mostu od normální hladiny h = 17,277 m.

Hlavní pole přes řeku Radbuzu tvoří dvě jednokolejné ocelové příhradové konstrukce o rozpětí 62,0 m. Mostovka je klasická, prvková, příčníky nemají krycí pásnice, jen horní a dolní krční úhelníky, podélníky svařované po výměně z roku 1980, mostnice s plošným uložením. Nosné ocelové konstrukce byly vyrobeny a osazeny Škodovými závody, a.s. v roce 1920. Konstrukčně jsou NK shodné s OK v km 96,783 trati Železná Ruda-Plzeň.

Krajní pole přes nábřežní komunikace tvoří pískovcové klenby z kvádrového zdiva, na plzeňské opěře dvě klenby o světlosti 2 x 9,70 m, na chebské opěře jednou klenbou o světlosti 9,48 m. Spodní stavba původně jednokolejná je z roku 1862, rozšířená v roce 1877 pro druhou kolej, přestavěna v letech 1920-22 pro tři koleje.

3. Diagnostika mostu

3.1. Spodní stavba

Zdivo opěr bylo v havarijním stavu. Pískovcové zdivo bylo silně poškozené, značně zvětralé, některé části ztratily svojí nosnou funkci. Zdivo bylo silně zamokřené, což svědčilo o značném porušení hydroizolace na rubu klenby. Zdivo kleneb bylo plošně vypadané do hloubky až 15 cm zejména ve vrcholu klenby a v 1/3 nad úrovní paty klenby. Klenby bez zesílení a obnovy rubové hydroizolace kleneb nevyhověly normovým požadavkům a požadované přechodnosti. Destrukční proces rozkládání pískovcového zdiva způsobený nejen vlivy fyzikálními, ale značnou měrou též vlivy chemickými a nutnost neprodlené rekonstrukce prokázaly znalecké posudky TZUS Praha.

3.2. Nosná konstrukce

Nosné konstrukce vykazují korozní oslabení v důsledku působení vlivu povětrnosti, dále nevyhovující zatížitelnost příčníků, zcela zdegradovaný systém protikorozní ochrany.

Korozní napadení lze rozdělit do tří kategorií :

1. Plochy napadené kombinací rovnoměrné koroze s důlkovou korozí, případně korozní články (horní pás hl.nosníků, styčníkové plechy zavětrování, horní plochy pásnic příčníků, podélníků, prvků zavětrování, vnitřních prostor svislic, diagonál a dolního pasu hl.nosníku, podlahy a revizní lávky).
2. Štěrbinová koroze mezi snýtovanými profily (prvky zavětrování, spojek členěných svislic a diagonál hl.nosníků, jejich křížení a přípojů).
3. Korozní napadení nýtů a plechů kolem nýtů, u některých nýtů zcela chybí jejich hlava.

Ocelové konstrukce podléhají koroznímu napadení atmosferickou korozí, korozní úbytky dosahují místy 5 až 8 mm. Povrchová ochrana OK je nevyhovující a nezajišťuje ochranu OK před postupující korozí a tím dochází ke snižování únosnosti OK.

4. Zatížitelnost a přechodnost

Zatížitelnost mostu byla před rekonstrukcí stanovena na základě statického přepočtu menší než 1,0 UIC-71, přechodnost byla proto omezena na traťovou třídu D3.

Zesílením kleneb a ocelové nosné konstrukce bude zajištěna zatížitelnost mostu 1,07 UIC-71 a přechodnost pro traťovou třídu D4 při rychlosti 60 km/hod. Rozhodujícím prvkem limitujícím zatížitelnost celého mostu je nosná ocelová konstrukce.

5. Navržená rekonstrukce mostu

K dosažení požadované přechodnosti a normového stavu mostních objektů byly navrženy následující zásahy do mostních konstrukcí.

5.1. Spodní stavba

Rozhodujícím parametrem pro zatížitelnost spodní stavby bylo zajištění únosnosti pískovcových kleneb a zajištění dostatečné únosnosti základové spáry. Pro zamezení dalšího zvětrávání pískovcového zdiva byla navržena reprofilace, u nejvíce poškozených ploch výměna obkladního zdiva. Pro zabezpečení těchto parametrů byly navrženy následující práce.

Veškeré zdivo opěr, pilířů, křídel včetně základů a poprsních zdí nad klenbami bylo injektováno výplňovou a těsnící injektáží metodou Colcrete.

Hydroizolace kleneb byla navržena z rubu, na plovoucí železobetonové desce, pásy z modifikovaného asfaltu Teranap 431 TP fy. Siplast. Ochrana hydroizolace na vodorovné ploše geotextilie Geofelt 700, štěrkopísek tl. 150 mm, na svislých stěnách a v prostoru kolejového lože cementová omítka s výztuží tl. 50 mm. Odvodnění bylo navrženo drenážními trubkami Ć 150 mm mimo most.

Zesílení kleneb bylo navrženo až po provedení rubové hydroizolace kleneb. Stávající klenby z pískovcového kvádrového zdiva byly na základě statického přepočtu zesíleny z líce dodatečně přidanou železobetonovou klenbou v tloušťce 0,25 m. Železobetonové klenby byly opřeny v úrovni paty klenby prostřednictvím ocelového úložného prahu do stávajícího zdiva opěr. Kvalita betonu byla navržena B 20, výztuže V 10 425. Podmínkou pro to, aby byly garantovány výpočtové hodnoty pevnosti včetně nasákavosti pískovcového zdiva, bylo provedení hydroizolace a injektáže kleneb.

Velké pískovcové kvádry opěr a pilířů včetně klenbových věnců byly reprofilovány cementovou omítkou s přísadou SikaCem 810. Drobné řádkové zdivo poprsních zdí a křídel u mostu na trati Plzeň-Cheb bylo reprofilováno cementovou omítkou s přísadou SikaCem 810. Drobné řádkové zdivo poprsních zdí a křídel u mostu na trati Železná Ruda-Plzeň bylo nahrazeno novým žulovým obkladem tl. 150 mm, vyzděného na cementovou maltu a kotveného nerezovými kotvami do podkladního zdiva.

5.2. Nosná konstrukce

Pro dosažení požadované přechodnosti a zajištění povrchové ochrany ocelové konstrukce byly navrženy práce v následujícím rozsahu.

Nejrozsáhlejší práce na rekonstrukci OK byly navrženy při zesílení příčníků. Nejprve se provedla demontáž podélníků s jejich vodorovným ztužením, které byly rozpojeny ve stávajících montážních spojích a byly odvezeny mimo most. Dále byla provedena úplná demontáž horního vodorovného ztužení hlavních nosníků. Jednotlivé části OK vyžadovaly následující zásah.

1. Podélníky vyrobené Mostním obvodem Plzeň v r.1980 nevyžadovaly žádný zásah.
2. Příčníky - zkorodované části horních krčních úhelníků příčníků byly odstraněny a vevařen nový materiál stejné tloušťky P10. Zesílení příčníků bylo provedeno přidáním horní pásnice P 10/280, přípoje nýtované.
3. Horní vodorovné ztužení hl.nosníků-vzhledem ke značnému koroznímu napadení byly vyměněny všechny styčníkové plechy horního ztužení hl.nosníků P 10/840. Dále byly vyměněny pruty diagonál ztužení se zkorodovanými částmi úhelníků.
4. Dolní vodorovné ztužení hl.nosníků-provedena pouze výměna styčníkových plechů s hlubokým stupněm koroze.
5. Diagonály, spojky členěných prvků diagonál, příčky příčného ztužení hl.nosníků – provede se odstranění deformace způsobené zkorodováním, vyrovnání prvků, opětné snýtování.
6. Podlahové plechy byly upraveny utěsněním spar mezi sousedními plechy přivařením pásku P 80/6 a zatmelením spáry silikonovým tmelem. Dále byly upraveny výřezy podlahových plechů na hlavách mostnic pro žebrové podkladnice S4m.
7. Mostnice byly vyměněny za nové, 240/240, celkem 104 ks.

Dřevěné podlahy revizních lávek se odstraní, nahradí novou podlahou šířky 670 (horní podlaha), šířky 500 (dolní podlaha) mm z ocelových roštů s oky 30/30 s novým okopovým páskem P 6/100 osazených na stávajících podélných ocelových nosnících.

Pro realizaci protikorozní ochrany byly navrženy tři nátěrové systémy.

1. Hlavní nosníky, příčníky, zavětrování - čtyřvrstvý NS, celková tloušťka 320 mm.
2. Podélníky, podlahové plechy, pojistné úhelníky - třívrstvý NS, celková tloušťka 240 mm.
3. Ostatní prvky OK - třívrstvý NS, celková tloušťka 220 mm.

Nátěrový postup a nátěrové hmoty byly použity následující

1. Otryskání OK na Sa 21/2.
2. Základní nátěr Hempadur Mastic 4588, odstín 12430.
3. Mezinátěr Hempadur Mastic 4588, odstín 12170, další vrstva odstín 12430.
4. Vrchní nátěr Hempel‘s 551 DE, odstín DB 501.

Protikorozní ochrana byla aplikována při zakryté konstrukci s respektováním všech potřebných ekologických opatřeních. Pouze podélníky, které byly z konstrukce vyjmuty, byly natřeny v hale mimo mostní objekt a osazeny na most v definitivním nátěrovém systému.

6. Realizace

Vzhledem ke značnému rozsahu stavebních prací a značným finančním nákladům byla rekonstrukce mostních objektů rozdělena do pěti samostatných staveb. V současné době jsou ukončeny tří stavby týkající se rekonstrukce spodní stavby trati Plzeň-Cheb a Ž.Ruda-Plzeň. V současné době je realizována čtvrtá stavba, která se týká rekonstrukce ocelové konstrukce v trati Železná Ruda-Plzeň. Realizace bude ukončena pátou stavbou, která se týká rekonstrukce ocelových konstrukcí trati Plzeň-Cheb. Realizace prací byla dvakrát přerušena, v roce 1996 stavbou 3. koleje Plzeň hl.n.-Plzeň jižní př. a v letech 1998-2000 výstavbou nového přemostění řeky Radbuzy na vnitřním městském okruhu.

6.1. Spodní stavba

V první stavbě 06/95-12/95 byla provedena komplexní rekonstrukce spodní stavby plzeňské opěry trati Plzeň. Rubová hydroizolace kleneb byla provedena ve dvou jednokolejných 21-ti denních výlukách v 07-08/1995.

Ve druhé stavbě 09/97-05/99 byla provedena komplexní rekonstrukce spodní stavby chebské opěry trati Plzeň-Cheb. Rubová hydroizolace kleneb byla provedena ve dvou jednokolejných 15-ti denních výlukách v 09-10/1997.

Ve třetí stavbě 07/00-12/01 byla provedena komplexní rekonstrukce spodní stavby plzeňské a železnorudské opěry trati Železná Ruda-Plzeň. Rubová hydroizolace kleneb na obou opěrách byla provedena v jedné 14-ti denní výluce v 07-08/2000.

6.2. Nosná konstrukce

Ve čtvrté stavbě 07/01-08/02 je prováděna komplexní rekonstrukce ocelové konstrukce trati Ž.Ruda-Plzeň. Zesílení příčníků včetně výměny horního ztužení hlavních nosníků, protikorozní ochrany do úrovně horních revizních lávek a výměny mostnic bylo provedeno v jedné 25-ti denní výluce v 07-08/2001. Pro dokončení v roce 2002 zbývá provést nové horní a dolní ocelové revizní lávky včetně výměny zbylých zkorodovaných prvků na hlavních nosních a dokončení protikorozní ochrany Ve páté stavbě bude provedena komplexní rekonstrukce obou ocelových konstrukcí trati Plzeň-Cheb.

7. Závěr

Komplexní rekonstrukcí mostů přes řeku Radbuzu v Plzni bude zvýšena přechodnost z traťové třídy D3 na D4 při garantování min.hodnoty zatížitelnosti 1,07 UIC-71. Po provedení rekonstrukce bude prodloužena zbytková životnost mostů min. o 60 až 80 let za předpokladu řádné údržby, pravidelného čištění OK od usazených nečistot a včasné obnově PKO. Při použití současných kvalitních materiálů nátěrových hmot, hydroizolací a kvalitním provedením díla vybraného zhotovitele se dá očekávat jejich delší životnost.

Investor:	ČD DDC Stavební správa Plzeň
Zhotovitel projektu stavby:	Pontex Praha, s.r.o.
Zhotovitel stavby:	Firesta-Fišer, rekonstrukce, stavby, a.s.
Podzhotovitelé stavby :
Železniční svršek	ŽPK Plzeň, s.r.o.
Montáž OK	Stamakocel Brodek u Přerova, s.r.o.
Kamenické práce	Inkasta Plzeň, s.r.o.

Stavby byly financovány v letech 1995-1997 ze systémových dotací, v roce 2000 z bankovních úvěrů, v letech 2001-2002 jsou financovány z programu SFDI.

zpět na seznam