Rekonstrukce železničního mostu v km 2,089 přes Labe na trati Děčín – Jedlová z pohledu projektanta

Na konci listopadu 2013 byl uveden do provozu zrekonstruovaný most přes řeku Labe, který navazuje na rekonstrukci mostu přes Ploučnici z roku 2005. Předmětem stavby byla výměna stávající jednokolejné provizorní konstrukce ŽM16 z roku 1976 za novou ocelovou příhradovou konstrukci s dolní ortotropní mostovkou a s průběžným kolejovým ložem. Hlavní příhradové nosníky o rozpětí 36,9 m + 56,0 m + 56,0 m jsou bezsvislicové soustavy se svislými koncovými portály. CELKOVÁ KONCEPCE REKONSTRUKCE MOSTUNávrh nosné konstrukce v části přemostění Labe navazuje na mostní konstrukci přes Ploučnici. Sjednocujícím prvkem obou mostních konstrukcí je zakřivený horní pás hlavního nosníku a svislé koncové portály, které dotváří přechod k půlkruhovým kamenným klenbám navazujících mostních otvorů. Křivost horních pásů mostních konstrukcí zvýrazňuje soutok dvou toků Labe a Ploučnice a zároveň změkčuje dálkové pohledy se silničním Tyršovým mostem v pozadí. Tvarově byl návrh odvozen z původní konstrukce přes Ploučnici z roku 1897 s horním parabolicky zakřiveným pásem. Svislicovou soustavu se zkříženými diagonálami nahradila v dnešní době užívanější bezsvislicová kosoúhlá soustava, která má větší plochy volného průhledu a tím celá konstrukce působí lehčím dojmem. Volba statického působení mostní konstrukce přímo ovlivňovala úpravy železničního svršku. V rámci Přípravné dokumentace byl vybrán řetězec prostých polí zejména s ohledem na minimalizaci náročnosti a nákladů na údržbu železničního svršku. Toto konstrukční uspořádání umožnilo osazení bezstykové koleje bez nutnosti vkládat kolejnicové dilatační zařízení (VKDZ).PŮVODNÍ STAV MOSTUPrvních devět mostních otvorů je tvořeno kamennou klenbovou konstrukcí (pole 1 až 9). V dalších třech otvorech (v poli 10, 11 a 12) byla osazena provizorní příhradová dvoupatrová jednostěnná ocelová konstrukce typ ŽM 16 2p1sz s rozpětím 36,0 m + 55,5 m + 55,5 m. Dále navazují tři kamenné klenbové otvory (pole 13, 14 a 15). V posledním šestnáctém poli byla v roce 2005 provedena výměna nosné konstrukce přes řeku Ploučnice v rámci stavby „Rekonstrukce mostu v km 2,221 trati Děčín – Rumburk“ [1]. Ve středním poli 11 přes řeku Labe je plavební profil šířky 45 m. PŘEDMĚT REKONSTRUKCE MOSTUPředmětem rekonstrukce byla zejména výměna nosné konstrukce v poli 10 až 12 jednokolejného železničního mostu přes Labe. Provizorní konstrukce ŽM 16 byla nahrazena ocelovou příhradovou konstrukcí s dolní ortotropní mostovkou s průběžným kolejovým ložem v prostorovém uspořádání VMP 2,5 resp. VMP 2,5 v oblouku.V poli 10 a 12 byla navržena nosná konstrukce přímopásová se svislými portály a ve středním poli 11 byla navržena nosná konstrukce s kruhově zakřiveným horním pásem. Zakřivený horní pás pohledově navazuje na mostní konstrukci přes Ploučnici a zároveň předurčuje hlavní plavební otvor. Na navazující klenbové kamenné konstrukci v poli 13 až 15 byla zřízena nová přechodová ŽB deska, která byla napojena na úložný práh nad pilířem P15 vybudovaný v rámci stavby mostu přes Ploučnici. Na pilířích P9 až P12 byly zřízeny nové úložné prahy. U pilířů P9 a P12 byla navržena aktivace základové spáry injektáží podzákladí a u pilířů P10 a P11 bylo navrženo zesílení založení pomocí sloupů tryskové injektáže vyztužené pruty výztuže.Na původní kamenné klenbové části v poli 1 až 9 byla provedena obnova izolace s tvrdou ochrannou litým asfaltem na nové ŽB podkladní desce. Nové odvodňovače povrchu izolace byly vyústěny v místech původních kamenných odvodňovačů.POPIS NOSNÉ KONSTRUKCENosné konstrukce v jednotlivých polích jsou shodného konstrukčního uspořádání, tzn. ocelová celosvařovaná příhradová konstrukce s dolní ortotropní mostovkou. Rozpětí nosných konstrukcí je 3,69 + 4 × 7,38 + 3,69 = 36,9 m pro NK1 v poli 10 a 4,0 + 6 × 8,0 + 4,0 = 56,0 m pro NK2 v poli 11 resp. NK3 poli 12. Konstrukce mostu jsou navrženy dle ČSN EN na zatěžovací schéma LM 71 klasifikované součinitelem ? = 1,21.Výška přímopásových nosníků je 7,260 m (~1/7,7.L) a u středního zakřiveného pole se postupně zvyšuje na 9,26 m (~1/6,1.L) ve středu rozpětí. Osová vzdálenost nosníků 6,35 m je dána požadovaným volným mostním průřezem VMP 2,5 v oblouku pro novou polohu směrového vedení na mostě. Hlavní nosníky a mostovka jsou navrhovány v plném rozsahu z oceli S355. Chodníkové konzoly jsou navrženy z oceli S235. Celková hmotnost ocelové konstrukce včetně vybavení mostu je 785 + 28 = 813 t.Dolní a horní pás hlavních nosníků je navržen jako uzavřený obdélníkového tvaru. Diagonály jsou navrženy ze svařovaných otevřených profilů tvaru H. Přípoj diagonál k pásům hlavního nosníku je proveden celosvařovaný s tupými svary. Stojina diagonál není připojena k pásnicím pásů hlavního nosníku a je ukončena výřezem. Portálovásvislice je uzavřená obdélníkového tvaru a plynule navazuje na horní a dolní pás.Mostovka je navržena jako ortotropní s mezistyčníkovými příčníky ve třetině délky příhrad tj. ve vzdálenosti 2,46 m u NK1 resp. 2,66 m u NK 2 a NK3. Plech mostovky tl. 14 mm je podporován šesti podélnými trapézovými výztuhami v osové vzdálenosti 750 mm. Trapézová výztuha z plechu tl. 8 mm je navržena lichoběžníkového tvaru konstantní výšky 300 mm. Trapézové výztuhy prochází otvory ve stojinách příčníků s výřezem „jablkovitém“ tvaru. Příčníky jsou navrženy jako svařované obrácené T-profily. Zapojení mostovky k hlavním nosníků je pomocí přechodu plechu mostovky v horní pásnici dolního pásu. Toto konstrukční řešení zmenšuje vodorovné smykové a ohybové namáhání příčníků při spolupůsobení hlavních nosníků a mostovky. Na vnitřní straně hlavních nosníku prochází styčníkové plechy pro připojení diagonál horní pásnicí dolního pásu resp. navazujícím mostovkovým plechem.Vně hlavních nosníků jsou navrženy kabelové lávky na konzolách. Velikost kabelových žlabů je dána počtem a polohou vedených kabelových vedení.Ocelová konstrukce je opatřena diferencovanou skladbou nátěrových systémů firmy HEMPEL. Pro mostovkovou část nosných konstrukcí byl navržen kombinovaný nátěrový systém v tloušťce 340 ?m s metalizací slitinou ZnAl15 a pro horní část hlavních nosníků byl navržen čtyřvrstvý nátěrový systém v tloušťce 320 ?m. Barevný odstín vrchní vrstvy OK mostu je DB 610 – zelený. Izolace žlabu kolejového lože byla provedena z tvrdé bezešvé syntetické stěrky SIKA Elastomastic.Příčné mostní závěry jsou vodotěsné jednoduché lamelové s úpravou pro železnice tzn. s krytím spáry vyztuženým elastomerovým pásem. Nosná konstrukce je osazena na kalotových ložiscích s kluznou plochou z modifikovaného polyetylenu MSM firmy Maurer-Söhne. Na základě požadavku města Děčína byla nosná konstrukce přizpůsobena na levé povodní straně dodatečnému umístění lávky pro chodce a cyklisty o světlé šířce 2,0 m.MONTÁŽ NOSNÉ KONSTRUKCENosné konstrukce byly postupně montovány z jednotlivých dílců na předmontážních plošinách ve výškové úrovni odpovídající definitivní poloze (cca + 200 mm). Ocelová konstrukce NOK1 pro pole 10 a NOK3 pro pole 12 byly montovány na montážních plošinách na povodní straně u levého NOK1 resp. pravého břehu NOK3. Konstrukce NOK2 pro pole 11 byla montována na plošině na návodní straně u levého břehu Labe. Dokončení protikorozní ochrany a izolace nosných konstrukcí byla prováděna po sestavení ocelových konstrukcí.Předmontáž ocelových konstrukcí v definitivní poloze byla zvolena s ohledem na ochranu připravovaných ocelových konstrukcí. Hladina Labe v daném profilu značně kolísá, což se projevilo zejména při červnových povodňových stavech, které dosahovaly padesátiletého průtoku. Montážní bárky s předmontovanou mostovkovou částí NOK1 povodňovým stavům odolaly a přes veškeré komplikace spojené se zdržením stavby se zhotoviteli podařilo mostní konstrukce dokončit do konce listopadu 2013. Dokončovací práce na spodní stavbě budou provedeny do dubna 2014.Další provozní komplikací při výstavbě mostu spojenou s vodním režimem bylo neočekávané omezení plavby vlivem zvýšení proudění v plavebním otvoru po osazení montážních bárek to toku, které znemožňovalo proplouvání plavidlům. Omezení plavby bylo vyřešeno po dohodě zúčastněných stran přípřeží pomocí tlačných remorkérů.Koncepce montáže daná projektem stavby byla zachována. Základem této koncepce bylo využití původní SOK2 jako výsuvného nosu pro osazení NOK2. Tento způsob montáže řešil zároveň osazení NOK2 a demontáž SOK2 v hlavním otvoru, který je plavební, kde bylo možné plavbu omezit jen minimálně (cca 48 hod). Pro napojení obou konstrukcí byl sestrojen propojovací rám (adaptér) o hmotnosti cca 10 t, který byl připojen k pásům hlavních nosníků obou spojovaných konstrukcí. K NOK2 byl přípoj navržen jako čepový a SOK2 byl přípoj s ohledem na prostorové možnosti navržen jako svařovaný.Nosné konstrukce SOK1 a SOK3 byly rozebírány v otvoru. SOK2 byla příčně přesunuta do osy NOK2 a po spojení s NOK 2 byla vysunuta směrem k pravému břehu a následně rozebrána. Podélný výsun byl na drahách pomocí dvojic čtyřosých stolic. Reakce na dvojici stolic dosahovala až 2 500 kN (návrhová hodnota). Výsun na drahách minimalizoval mimostyčníkové lokální zatížení a poškození PKO na dolním páse.Nové konstrukce byly do otvoru osazeny příčným zásunem a spuštěny do definitivní polohy. Před uvedením do provozu proběhla úspěšně zatěžovací zkouška pomocí dvojice jeřábů EKD 750.ZÁVĚR Rozpětí hlavních nosníků: (pole 10 – 12) 36,90 m + 56,00 m + 56,00 m Délky hlavního nosníků: (pole 10 – 12) 37,95 m + 57,55 m + 57,55 m Výška mostu: 15,880 m Šířka mostu: (pole 10 – 12) 8,620 m Vzdálenost hlavních nosníků: 6,35 m Volná šířka na mostě (mezi hl. nosníky): 5,80 m Rozpětí podélných výztuh: 2,46 m (v poli 10) 2,66 m (v poli 11 a 12) Stavební výška (vztaženo k TK): 1,695 m Konstrukční výška: 0,95 m (osa NK) Hmotnost ocelové nosné konstrukce celkem: 182 + 309 + 294 t = 785 t NOK1 (pole 10): MNK = 182/37,8 -> mNK = 4,8 t.m–1 NOK2 (pole 11): MNK = 309/56,9 -> mNK = 5,4 t.m–1 NOK3 (pole 12): MNK = 294/56,9 -> mNK = 5,2 t.m–1 Hmotnost mostního vybavení je celkem pro NOK1 a NOK3: 28 t Celková hmotnost ocelové konstrukce vč. vybavením mostu: 813 t ZÁKLADNÍ ÚDAJE O STAVBĚ Investor stavby: Správa železniční dopravní cesty, s. o., Stavební správa západ Projektant: SUDOP PRAHA a. s. Hlavní inženýr projektu: Ing. Martin Vlasák, SUDOP PRAHA a. s., středisko mostů Zhotovitel mostu: Metrostav a. s., divize 4 Výroba ocelové konstrukce: Metrostav a. s., divize 3 (vč. staveništní předmontáže na plošinách) Montáž ocelové konstrukce: Metrostav a. s., divize 4 (manipulace s NOK a SOK vč. demontáže) Protikorozní ochrana: Proficolor, s. r. o. Izolace: N+N – Konstrukce a dopravní stavby Litoměřice, s. r. o. Speciální zakládání: Zakládání staveb, a. s.