Nový most přes dálnici D8 na trati Ústí nad Labem - Most

V místě křížení nové trasy dálnice D8 se stávající železniční tratí byl v r. 2003 realizován nový železniční most o dvou mostních otvorech s ocelovými nosnými konstrukcemi o rozpětích 41,08 m a 71,28 m. Obě nosné konstrukce jsou dvoukolejné s dolní mostovkou, kratší z nich je provedena jako plnostěnný nosník, delší jako trám vyztužený obloukem. Most je založen v obtížném prostředí výsypek na pilotách délky až 32 m.

Územní podmínky

Nově budovaná dálnice D8 křižuje v úseku D807/I Trmice - Knínice v katastru obce Chabařovice západně od Ústí nad Labem stávající železniční trať Ústí nad Labem - Most. Vzhledem k projektované niveletě dálnice a stávající poloze železniční trati na náspu bylo optimální navrhnout křížení novým železničním mostem. Pod železniční most se zároveň překládá silnice III/25364 Hrbovice – Český Újezd.
Geotechnické podmínky v dané lokalitě jsou velmi složité. Most se nachází v prostoru vyuhlené zbytkové jámy dolu Milada – Petri, zasypané mohutnou vrstvou nezkonsoli-dovaných a neulehlých jílovitých zemin tříd F7 až F8, které po zatížení vykazují značné sedání. Stáří výsypky je cca 25 až 30 let a její mocnost se mění od 11,0 m do 22,5 m. V 70. letech byl navíc na tehdejší temeno výsypky ukládán tuhý komunální odpad. Předkvartérní podklad tvoří vrstvy jílů, prokládané vrstvami uhlí, zařazené do tříd F6 až F8, které postupně přecházejí do jílovců, zatříděných jako R6 až R4. Podzemní voda je zjevně ovlivněna vyluhováním látek z tělesa výsypky a je proto vysoce agresivní.
Železniční trať Ústí nad Labem - Most je v dotčeném úseku součástí tzv. chabařovické přeložky, která byla realizována v letech 1979 - 1982. Trať je dvoukolejná a elektrizovaná stejnosměrnou trakcí. Těleso přeložky za dobu jejího provozu pokleslo vlivem sedání výsypky o 0,30 - 0,50 m. Železniční spodek ani svršek přesto nevykazují žádné významné závady, sedání tedy zjevně probíhá rovnoměrně.
Obr. 1 Návrh dispozičního řešení mostu (skica ing. arch. Šafránek)

Celková koncepce mostu

Mostní objekt má dva otvory. Přeložka silnice III/25364 je vedena mostním otvorem č. 1 a oba směry dálnice D8 mostním otvorem č. 2. Při dané dispozici křížení bylo nutno navrhnout dolní mostovku. Osovou vzdálenost kolejí přitom v podstatě nebylo možno upravit, neboť železniční násyp by v případě rozšíření vykazoval značné nerovnoměrné sedání. Na základě toho musely být nosné konstrukce navrženy jako dvoukolejné - v mostním otvoru č. 1 plnostěnný nosník, v mostním otvoru č. 2 trám vyztužený obloukem (obr. 1). Vzhledem k obtížným geotechnickým podmínkám jsou nosné konstrukce uspořádány jako prosté nosníky s kolmým uložením a ocelovou ortotropní mostovkou, která redukuje jejich vlastní tíhu a účinky na základy.

Spodní stavba

Šikmostí křížení cca 37o byly značně omezeny možnosti dispozičního řešení pilíře, který nesmí narušit průjezdní průřezy komunikací D8 a III/25364 ani omezit průchod jejich odvodnění. Pilíř byl proto navržen se značně vyloženým úložným prahem na oválném dutém dříku, s revizním žebříkem a odvodněním uvnitř.
Opěry jsou krabicové. Jejich rovnoběžná křídla jsou provedena jako úhlové zdi, přičemž zemní tlak na jejich rub je redukován vyztužením železničního náspu geomřížemi. Všechny části spodní stavby byly založeny na velkoprůměrových pilotách, vetknutých do podložních vrstev jílů a jílovců. Délka pilot průměru 900 mm, 1220 mm a 1500 mm dosahuje až 32,0 m.

Nosná konstrukce č. 1 (s plnostěnnými hlavními nosníky)

Nosná konstrukce v mostním otvoru č. 1 o rozpětí 41,04 m je dvoukolejná, s plnostěnnými hlavními nosníky a dolní mostovkou. Při dané stavební výšce cca 2,07 m byla rozhodujícím kritériem pro návrh výšky nosníků poloha dolní hrany oken železničních osobních vozů, která je cca 2,05 m nad temenem kolejnice. Horní pásnice hlavního nosníku je v této úrovni, aby nebyl omezen výhled cestujících a nedocházelo k akustickým rázům při průjezdu soupravy. Výsledná výška hlavních nosníků potom činí 4290 mm. Stabilita stěn nosníků je zajištěna podélnými a příčnými výztuhami, jejichž tvar byl architektonicky upraven s cílem opticky sjednotit obě navazující nosné konstrukce. Hlavní nosníky jsou provedeny v plném rozsahu z oceli S355.
Uspořádání mostovky bylo přizpůsobeno možnostem výrobce ocelových konstrukcí, který byl schopen dodat za studena ohýbané profily pro trapézové podélné výztuhy mostovky o výšce 370 mm, tloušťce 10 mm a délce až 22,0 m. Pro takto provedené podélné výztuhy mohly být příčné výztuhy mostovky navrženy ve vzdálenostech 3160 mm, přičemž plech mostovky z oceli S355 má tloušťku 16 mm. Detaily trapézových výztuh byly provedeny podle ČSN 73 6205, příl. D. Celková hmotnost nosné konstrukce č. 1 činí 291 t, tzn. 7,09 t/m.

Nosná konstrukce č. 2 (trám vyztužený obloukem)

Nosná konstrukce v mostním otvoru č. 2 je dvoukolejná, s dolní mostovkou. Trám vyztužený obloukem (Langerův nosník) je pro dané rozpětí 71,28 m a stavební výšku cca 2,07 m optimálním typem konstrukce. Návrh proporcí nosné konstrukce byl veden snahou o omezení výšky vlastního trámu (výztužného nosníku), který by vzhledem k minimální volné výšce nad dálnicí neměl působit příliš mohutně. Výška trámu činí 3150 mm. Vzhledem k tomu, že pro její stanovení rozhodovala kritéria mezního průhybu, mezního pootočení koncových průřezů konstrukce a únavy, mohou být jeho rozsáhlé části provedeny z oceli S235.
Ztužující oblouk (obr. 2) z oceli S355 má tvar paraboly 2. stupně. Jeho profil mezi závěsy tvoří uzavřený truhlík o vnějších rozměrech 1160x800 mm, svařený z plechů tl. 20 - 40 mm, který zajišťuje maximální únosnost při namáhání vzpěrným tlakem. U závěsů jsou v dolní pásnici oblouku provedeny otvory o rozměrech 600x1200 mm, což zajišťuje dostatečný přístup k přípojům závěsů při výrobě, montáži i následných revizích a zároveň zjednodušuje provedení montážních styků oblouku. Profil oblouku u závěsů potom rozhoduje při jeho dimenzování. Stabilita oblouku je zajištěna podélným ztužením, které sestává ze šesti rámových příčlí uzavřeného průřezu o rozměrech cca 500x900 mm.
Obr. 2 Detaily ztužujícího oblouku nosné konstrukce č. 2

Detaily oblouku a závěsů byly odvozeny ze vzorových listů Německých drah DB RZ 804.9010 STB. Dvoustěnný oblouk je do jednostěnného výztužného nosníku vetknut prostřednictvím soustavy výztuh, které vytvářejí uzavřenou svařovanou krabici. Toto uspořádání nevyžaduje použití odlitků či výkovků. Vzhledem k malým vnitřním rozměrům musí krabice být svařena jednostrannými tupými svary na kovovou podložku z vnější strany. Závěsy jsou subtilní tahové prvky se zanedbatelnou ohybovou tuhostí z běžné, svařitelné oceli řady S355. Obdélníkový průřez závěsů o rozměrech 50x200 - 260 mm odpovídá doporučení výše uvedených vzorových listů, které má vyloučit kmitání závěsů vlivem odtrhu vzdušných vírů. Závěsy v přípoji na výztužný nosník procházejí plynulými náběhy eliptickým otvorem v jeho horní pásnici a jsou vevařeny do jeho stěny, která je v horní části lokálně zesílena vsazením plechu tl. 30 mm a defektoskopicky kontrolována. Nahoře jsou závěsy připojeny koutovými svary k diafragmatům oblouku (obr. 3).
Je nutno konstatovat, že závěsy v daném provedení při průjezdu těžkých nákladních vlaků kmitají. Přestože následné dynamické posouzení prokázalo, že kmitání závěsů neovlivňuje jejich únosnost ani životnost, lze doporučit, aby závěsy byly nadále navrhovány z profilů o vyšší tuhosti, např. z kruhových tyčí. Obr. 3: Detaily dolního přípoje závěsu k trámu (vlevo) a k oblouku (vpravo)

Mostovka nosné konstrukce č. 2 je uspořádána zcela shodně jako mostovka nosné konstrukce č. 1 s tím rozdílem, že osová vzdálenost příčných výztuh činí 3240 mm. Celková hmotnost nosné konstrukce č. 2 činí 675 t, tzn. 9,47 t/m.

Vybavení mostu

Obě nosné konstrukce jsou uloženy na hrncových ložiskách MAGEBA ve standardní, staticky určité dispozici. Ložiska nosné konstrukce č.1 přenáší svislé (charakteristické) zatížení po 6000 kN, ložiska nosné konstrukce č.2 po 10000 kN. Průměr hrnců ložisek činí až 860 mm. Při daných rozměrech činilo obtíže podlití ložisek plastbetonem, které muselo být opakovaně sanováno.
Dilatační spáry mezi nosnými konstrukcemi, resp. mezi nosnou konstrukcí a spodní stavbou, jsou překryty lamelovými mostními závěry MAGEBA.
Dolní části konstrukcí, ohrožené rozstřikem slaného aerosolu z přemosťovaných komunikací, jsou opatřeny kombinovaným systémem protikorozní ochrany o celkové tloušťce 300 mm, složeným ze žárově stříkaného kovového povlaku ze směsné slitiny ZnAl15 (85% Zn, 15% Al) tloušťky 100 mm a trojvrstvého epoxypolyuretanového nátěrového systému celkové tloušťky 200 mm. Horní části konstrukcí jsou opatřeny čtyřvrstvým epoxypolyuretanovým nátěrovým systémem celkové tloušťky 310 mm, který odpovídá stupni korozní agresivity atmosféry v dané lokalitě. Na chodnících je aplikován protiskluzový nátěr se zaválcovaným křemičitým pískem. Použity byly nátěrové hmoty Derisol.
Žlab kolejového lože je opatřen celoplošným systémem vodotěsné izolace Sika Icosit Elastomatic TF s bezešvou syntetickou vodotěsnou vrstvou na bázi dvoukomponentní kombinace epoxidových pryskyřic a polyuretanu. Žlab mostovky je odvodněn příčnými dostřednými spády ve sklonu 3%. Na odvodňovače navazuje plně uzavřený skladebný odvodňovací systém VAO v nerezovém provedení s možností tlakového čištění.
Součástí dodávky ocelové konstrukce mostu byly hliníkové revizní věže BOSS, opatřené aretovatelným pojezdem pro použití na vozovce dálnice. Pro nasazení ve svahu před opěrami bude využita nastavitelná délka jejich stojek. V rámci odláždění svahů lomovým kamenem byly navrženy betonové pásy v rozteči sloupků věží.
Obr. 4 Provoz na provizorní přeložce železniční trati

Železniční svršek v bezstykovém provedení, který bylo nutno snést během přestavby mostu, byl nahrazen novým kolejivem tvaru UIC60 s pružným bezpodkladnicovým upevněním na betonových pražcích. Trakční i zesilovací vedení je zavěšeno na krajních příčlích ztužení oblouků. Kabelové trasy jsou vedeny v kolejovém loži, rezervní chráničky jsou zavěšeny pod mostovkou.

Postup provádění

Most byl realizován v termínu 04/2002 – 11/2003 Sdružením D807/IC, jehož členy jsou Metrostav a.s., Hutní montáže Ostrava a.s. a Stavby silnic a železnic a. s. Realizační dokumentaci mostu zpracoval SUDOP PRAHA a.s., výrobní dokumentaci IKON s.r.o. Investorem stavby bylo Ředitelství silnic a dálnic Praha, technický dohled za České dráhy jako budoucího správce vykonávala Správa dopravní cesty Ústí nad Labem a GŘ ČD, oddělení mostů a tunelů.
Před zahájením prací na staveništi byla zřízena jednokolejná přeložka železniční trati (obr. 4). Nosné konstrukce byly vyrobeny v mostárně Stahlbau Plauen v SRN. Montážní díly byly na staveniště přepravovány na podvalnících po náročné trase přes hraniční přechod Vojtanov. Jejich maximální hmotnost činila cca 60 t, maximální délka cca 25,3 m, maximální šířka 6,4 m a maximální výška 2,95 m. Na staveništi byly díly složeny pásovým jeřábem DEMAG CC600 přímo na montážní podpěry v definitivní ose mostu. Terén pod mostem byl upraven jako montážní plocha v optimální úrovni cca 2 m pod dolní hranou konstrukce. Spodní stavbu mostu realizoval Metrostav a. s., montáž nosných konstrukcí provedly Hutní montáže Ostrava a. s.
Protikorozní ochrana mostu byla provedena v plném rozsahu na staveništi. Na mostě byla provedena statická i dynamická zatěžovací zkouška (obr. 5).
Terénní úpravy, které souvisí přímo s prováděním hlavní trasy dálnice, budou provedeny již za plného provozu na mostě. Obr. 5 Dynamická zatěžovací zkouška mostu (červenec 2003)

zpět na seznam