Oskar – rekonstrukce mostu v km 80,930 trati Hohenau (ÖBB) – Přerov

Projekt ocelového železničního mostu OSKAR musel být za daných okrajových podmínek navržen jako šikmý s úložným úhlem 41° při rozpětí 97,5 m. Jedná se o první železniční most v České republice, který využívá síťovaný oblouk.

Oskar – rekonstrukce mostu v km 80,930 trati Hohenau (ÖBB) – Přerov

Most je zajímavý nejen složitou geometrií a celkovým zpracováním designu, ale také mnoha technickými detaily, které bylo nutno vyřešit. Raritou je pak robustní řešení styčníků táhel, které jsou natupo svařovány s táhly, a táhla tak nejsou rektifikovatelná.

Základní údaje o mostu v novém stavu

Předmětný most převádí dvoukolejnou železniční trať Hohenau (ÖBB) – Přerov přes odlehčovací rameno řeky Dyje cca 2,4 km jižně od žst. Břeclav (měřeno po trati). Nosnou konstrukci mostu tvoří ocelová konstrukce s hlavními nosníky tvořenými tzv. „síťovaným obloukem“. Rozpětí nosné konstrukce je 97,500 m, konstrukční výška NK mostu je 15,64 m v polovině rozpětí, šikmost mostu je levá (úložný úhel 41°), VMP 3,0 v přímé. Nová traťová rychlost je 160 km/h (původně 100 km/h). Pro každou kolej je navržena samostatná nosná konstrukce. Na jednom hlavním nosníku je osazeno 40 ks táhel, tj. 80 ks na jednu NK, průměry táhel jsou 90 mm vyjma krajních táhel, která jsou průměru 120 mm. Hmotnost jedné OK mostu je necelých 1000 tun. Pro nosnou konstrukci byla použita ocel S355 a pro táhla jemnozrnná ocel jakosti NL se zaručenou mezí kluzu při dané tloušťce táhel fy = 460 MPa.
Zadavatelem stavby je Správa železniční dopravní cesty, státní organizace, Stavební správa Východ. Projektantem mostu je společnost EXprojekt s. r. o., zhotovitelem mostu je FIRESTA-­Fišer, rekonstrukce, stavby a. s.

Oskar - statický systém – síťovaný oblouk


Zdůvodnění stavby

- Dosavadní prototypové řešení přímého upevnění železničního svršku s dilatačními zařízeními na stávajícím mostě díky interakci se železničním svrškem přetěžovalo podélně pevná ložiska kratšího pole stávajícího mostu až do vzniku závad v uložení ložisek.
- Možnost rektifikace dilatačních zařízení železničního svršku (umístěných přímo na plechové mostovce stávajícího mostu) byla vzhledem k poklesům NK mostu již vyčerpána.
- Stávající nosná konstrukce včetně spodní stavby z těchto důvodů nevyhovovala požadavkům na zvýšení traťové rychlosti.
- Příležitosti čerpání prostředků z „OPD1“ a také závazek zvýšení traťové rychlosti na základě smluv na mezinárodní úrovni (mezinárodní program RAILJET).

Specifické znaky mostu

Rozpětí – 97,5 m a šikmost mostu – 41°
Pro návrh šikmo uloženého mostu byla řada důvodů. Pro zachování jednokolejného provozu a pro možnost aktivace všech zemních kotev bylo třeba celou novou mostní opěru vybudovat před stávající opěrou a provést kotvení a to za jednokolejného provozu. Tak bylo možno stihnout realizaci stavby v termínu dle požadavku investora. Správce povodí požadoval vymístit pilíře z koryta řeky a nesouhlasil se zásahem do těsnicího jádra protipovodňové hráze, která navazuje na stávající břeclavskou opěru. Proto bylo nutno pro dodržení termínu zahájení realizace stavby navrhnout nové opěry umístěné před stávajícími, které mají šikmý líc. To si vyžádalo jednopolovou šikmo uloženou konstrukci.

Statický systém – síťovaný oblouk
První posuzovanou variantou statického systému mostu byl tzv. Langerův trám, který ale při daném rozpětí a při dané šikmosti neměl dostatečnou tuhost a vykazoval nevyhovující vlastní frekvence. Navíc vlastností Langerova trámu je kmitání mostovky ve tvaru přibližně sinusové vlny prvního ohybového tvaru s amplitudami cca ve čtvrtinách rozpětí, a proto pro něj platí přísnější limity vlastních frekvencí. Na základě provedených výpočtů a testů kombinovaných statických soustav (testován byl také Langerův trám s menším počtem přidaných šikmých táhel) bylo následně přistoupeno k návrhu tzv. „síťovaného oblouku“, který v prvním vlastním tvaru kmitá na celé délce rozpětí a má výrazně větší tuhost, která přispívá k redukci nežádoucích efektů šikmého uložení. Porovnání vlastních frekvencí a jejich limitů jasně ukázalo na nutnost použití statického schématu „síťovaný oblouk“. Díky šikmosti mostu bylo nutno mnoho částí mostu posuzovat pomocí deskostěnových modelů.

Oskar - systém řízené dilatace mostu


Táhla
V první fázi projektu bylo prověřováno řešení mostní konstrukce s rektifikovatelnými táhly (např. typu Macalloy), která sice mají při daném počtu táhel velmi vysoký počet nerevidovatelných detailů, ale původně bylo předpokládáno, že bude jednodušší jejich montáž a jejich návrh bude vhodný. Svařovaná táhla však v modelu pro dynamickou analýzu vykazovala výhodnější vlastnosti díky vyšší ohybové tuhosti v připojení, což mělo důležitý vliv právě na omezení možnosti kmitání táhel – tj. na jeden z nejdůležitějších faktorů železničního mostu. Nakonec statistická analýza citlivosti napínání táhel a řešení jejich vzájemného ovlivňování při různých teplotních vlivech a různých montážních odchylkách (poklesy podpor apod.) ukázala, že bude nutno provést přesnou řízenou aktivaci táhel a výhoda rektifikovatelnosti ztratila na váze. Bylo tedy zvoleno řešení se svařovanými táhly, které je z pohledu údržby a životnosti mostu výhodnější.

Systém řízení dilatace mostu
S ohledem na dilatační délku mostu bylo nutno navrhnout systém pro řízení dilatace mostu pro snížení napětí v kolejnicích od interakce kolej/most. Z důvodu šikmosti mostu mají jak páky SŘDM, tak samotná kotevní tyč výjimečné délky – kotevní tyč je kulatina průměru 200 mm a délky necelých 7 m a páky systému mají délku 3,15 m. U šikmého mostu je návrh SŘDM výrazně komplikovanější v řešení geometrie detailů. Mimo jiné bylo obtížné vyřešit odizolování systému v místě kotvení proti účinkům bludných proudů.

Spodní stavba a založení, zemní kotvy
Díky výsledkům zatěžovacích zkoušek nesystémových pilot bylo přistoupeno k úpravě návrhu založení – mostní opěry jsou založeny na velkoprůměrových pilotách průměru 1,2 m a jsou kotveny vždy 8 ks trvalých lanových kotev (šestipramencových, délky vrtání 27 m pod úhlem 15° v jedné a 25° ve druhé řadě). Díky kotvení jsou splněna kritéria pro bezstykovou kolej stanovená v ČSN EN 1991-2. Pro přenesení účinků provozního zatížení (traťová třída D4 při rychlosti 160 km/h) však spodní stavba vyhovuje i bez zemních kotev (což bylo záměrem návrhu).

Architektonické a barevné řešení mostu, název mostu „Oskar“
Čistě bílá konstrukce plynulého tvaru odlehčená ustupující křivkou náběhu horní části trámu, černý spodek mostovky, pigmentovaný beton dříků opěr na přírodní tmavě šedou, propracovaný návrh zábradlí, žlutá táhla a ztužení – jako paprsky slunce – to vše dává mostu jméno po synonymu slunce.
Inženýrské dílo zasazené do jinak nedotčené přírody vyžadovalo pečlivý návrh tvaru a barev. Projekt stavby daných rozměrů, náročnosti a významu není možné zodpovědně pojmout bez ohledu na estetické působení. V tak klidné a nerušené lokalitě most působí velmi empaticky. Přítomnost stezky pro pěší vedoucí podél protipovodňové hráze nemůže být jediným důvodem pro snahu vytvořit k přírodě harmonický návrh.

Ing. David Rose
e--mail: rose@exprojekt.cz

EXprojekt s. r. o.
Heršpická 758/13, 619 00 Brno
tel.: +420 533 312 000
e-mail: info@exprojekt.cz
www.exprojekt.cz

Vyhledávač stavebních pojmů

Nechte si zasílat měsíční newsletter

Na facebooku

NAŠI PARTNEŘI Další partneři