Hraniční most na kontaktu dálnic D8 a A17 v Krušných horách

Dálniční tah z Prahy do Drážďan je veden na českém území po dálnici D8 a v Německu potom pokračuje po dálnici A17. Dopravní tepny obou států se stýkají na Hraničním mostě, který překlenuje v Krušných horách hluboké údolí Hraničního potoka, jenž vytváří přirozenou státní hranici mezi oběma zeměmi.
Náročný proces výstavby v horských a přísných ekologických podmínkách byl umocněn razantním zkrácením doby realizace ze tří stavebních sezon na dvě. Nutnost dodržet termín zprovoznění mostu na konci roku 2006 si vyžádala na počátku stavby velice intenzivní a podrobnou přípravu, zvažování nejvhodnějších technologií a detailní tvorbu harmonogramu na dva roky dopředu v podstatě po dnech.

Staveniště

Staveniště Hraničního mostu bylo převzato 3. 12. 2004. Složitým horským terénem zde protéká Hraniční potok, ústící v Německu do vodní nádrže Gottleuba, která je zdrojem pitné vody pro nedaleké Drážďany a zásobuje část tohoto města bez náhrady. Zejména z tohoto důvodu byla stavba od samého počátku pod každodenním přísným ekologickým a vodohospodářským dohledem z české i německé strany. Prostor staveniště se nachází v I. a II. pásmu ochrany vodního zdroje. Tato skutečnost vyvolala řadu opatření, např. staveništní a přístupové cesty byly doplněny komplexním systémem odvodnění pomocí kanalizace a drenáží zaústěných do sběrných lapolů.
Zimní období bylo využito (kromě tvorby RDS) k velmi intenzivnímu projednávání a vyprojektování nezbytných přístupových cest a nutných pracovních plošin. Činnost na staveništi byla zahájena 23. 3. 2005 výstavbou 1. části přístupových cest a 31. 3. 2005 se přikročilo k prvnímu výkopu pro založení spodní stavby.

Hlubinné založení dvojic nejvyšších pilířů

Založení mostu

Výkopové práce pro základy mostu byly prováděny klasickou mechanizací v kombinaci s odstřely. Pouze na německé straně, tedy za Hraničním potokem, bylo nutno od odstřelů odstoupit, neboť proces získání povolení k báňským pracím na německém území by byl tak dlouhý, že by ohrozil harmonogram výstavby. Proto zde byla skála odbourána mechanicky těžkou technikou.
Založení opěr a pilířů je plošné, kromě dvojic dvou nejvyšších pilířů P4 a P5, které jsou založeny na velkoprůměrových pilotách ø 1200 mm - u většiny pilot v kombinaci s mikropilotami. Geologický průzkum ukazoval u těchto pilířů na složité geologické poměry, na proplástky nevrtatelných hornin R2, pod nimiž se měly nacházet horniny výrazně horších parametrů (R5-R6). Vzhledem k tomu byl stanoven speciální způsob hlubinného založení. Předem byly určeny podmínky, kdy bude nutné doplnit piloty mikropilotami a kdy ne (rozhodovala délka piloty, délka vetknutí, materiál hornin, umístění piloty apod.). V případě předpokladu kombinace pilot s mikropilotami se do velkoprůměrové piloty (po dosažení nevrtatelných hornin) osadily tři ocelové trubky a pilota se zabetonovala. Trubky sloužily jako chráničky pro vrtání mikropilot. Přes první chráničku každé piloty byl aplikován vrt, který sloužil jako dodatečný průzkum podloží v daném místě. Podle geologického profilu vrtu bylo poté rozhodnuto, zda budou provedeny mikropiloty i u zbylých dvou chrániček piloty, nebo zda budou trubky pouze zainjektovány.
Význam provedených mikropilot je obrovský, neboť slouží rovněž k přikotvení velmi namáhaných pilířů ve svažité geologii, na jejíž proměnlivost ukazuje i to, že nejkratší pilota měří 1,2 m a nejdelší 18,6 m.

Spodní stavba

Spodní stavba sestává ze dvou opěr a pěti pilířů pro každou nosnou konstrukci. Opěry jsou železobetonové, masivní, včetně základu a závěrné zídky dosahují výšky až 15,0 m. Dřík opěry vysoký téměř 8,0 m byl betonován najednou, závěrné zídky a křídla se dobudovaly po realizaci výsunu ocelové konstrukce.
Pilíře jsou železobetonové, konstantního průřezu tvaru čočky, duté, průlezné, se stropy po pěti metrech. Stropy staticky slouží zároveň jako výztuhy - diafragmata - dutého průřezu pilíře a při výstavbě jako podpory vnitřního bednění. Pro urychlení pracovního postupu byly stropy navrženy jako prefabrikáty, jeden strop ze dvou kusů byl dodatečně zmonolitněný petlicovým spojem. Nejvyšší je pilíř č. 4, který měří bez základu téměř 51,0 m. Není bez zajímavosti, že pro tuto stavbu byla do některých částí použita také atypická, na zakázku vyrobená betonářská výztuž ø 40 mm.
Pilíře byly stavěny metodou překládaného bednění s pracovním záběrem vysokým 5 m, respektive 5,2 m, a doba výstavby jednoho záběru činila v průměru 10 dní včetně zrání betonu, což byla polovina uvedené doby. Při této metodě je třeba do vrchní části každého pracovního záběru velmi přesně osadit speciální kotvy, na kterých je potom zavěšeno vnější bednění další budované části. Vzhledem k požadavku na rychlost výstavby byly původně zvažovány i jiné technologie, např. posuvné bednění, ale nakonec byla z hlediska technicko-ekonomického i časového použita metoda překládaného bednění, neboť při nasazení optimálního počtu bednicích sad pro všechny pilíře splnila technologie požadavky celkového harmonogramu bez problémů. Proudová výstavba spodní stavby musela být organizována tak, aby byl hotov příslušný pilíř před nájezdem vysouvané ocelové části nosné konstrukce, což zaručilo nasazení šesti sad bednění pilířů a jedné sady bednění opěr.
Betonáž pilířů byla prováděna čerpadly betonové směsi, avšak nejvyšší partie, které byly již mimo dosah čerpadel, se betonovaly betonovacími koši za podpory věžových jeřábů. Vzhledem k nutnosti minimalizace záborů a kácení lesního porostu bylo nutné tyto jeřáby umístit do osy dálnice, mezi obě budované nosné konstrukce, a proto musela být jejich demontáž prováděna již během výsunu ocelových částí nosného průřezu.

Nosná konstrukce mostu - ocelová část

Nosnou konstrukci mostu v příčném řezu tvoří spřažený ocelobetonový komorový průřez, kde spodní část sestává z oceli tvaru otevřeného U-průřezu a vrchní část je tvořena širokou železobetonovou deskou proměnné výšky 250 až 500 mm.
Ocelový otevřený truhlík, jenž je opatřen příčnými i podélnými výztuhami a na horních pásnicích spřahujícími trny, byl vyroben ve tvaru výškového a směrového polygonu, s lomy po cca 9 m, respektujícího vedení komunikace a výrobní nadvýšení. Ocelové konstrukce jednotlivých jízdních směrů mostu byly z časových důvodů vyráběny souběžně v mostárnách dvou firem. Z přepravních důvodů byla konstrukce příčně a podélně rozdělena a na stavbu se navážela po dílech až 18,5 m dlouhých a vážících max. 57 tun. Celková hmotnost obou ocelových konstrukcí činí cca 3420 tun.
Montáž a výsun ocelové konstrukce vyrobené z patinující oceli ?Atmofix? byla prováděna rovněž souběžně pro oba jízdní směry. Montáž byla realizována za pražskou opěrou v zateplené hale, jež byla postavena pro zajištění prací i v zimních nepříznivých klimatických podmínkách. Po sestavení 36,5 m dlouhého celku a jeho připojení k již hotové a částečně vysunuté konstrukci následoval výsun pomocí táhel a hydraulického zařízení Enerpac, kotveného do líce pražské opěry. Na předmostí byla konstrukce uložena na vozíku, jenž pojížděl po provizorní dráze. Směrové vedení konstrukce bylo zajištěno bočními prvky umístěnými na opěrách a pilířích, vzniklý průhyb konzoly nosníku před nájezdem na pilíř byl částečně omezen příhradovým nástavcem - nosem - a vyrovnán hydraulickými lisy. Přestože byla konstrukce provedena z patinující oceli ?Atmofix?, bylo přistoupeno k protikorozní ochraně uvnitř komorového průřezu, a to z důvodu nedostatečného atmosférického působení pro vznik patiny vnitřní části truhlíku. Dno je proti korozi chráněno kombinovaným nátěrovým systémem a stěny jsou ošetřeny 3-vrstvým nátěrem. Protikorozní ochrana vnitřního líce ocelové konstrukce byla prováděna ve výrobně před odvozem dílu na stavbu, pouze poslední vrstva nátěru byla realizována až po dokončení montáže. Nespornou výhodou použití patinující oceli je vyloučení oprav protikorozní ochrany vnějších ploch průřezu, a tím podstatné snížení nákladů na údržbu během životnosti mostu, a v neposlední řadě šetrný přístup k životnímu prostředí v oblasti Hraničního potoka, v pásmu ochrany vodního zdroje.

Vysunutá ocelová konstrukce s montážním zavětrováním, stoličky pro pojezd betonářského vozíku

Nosná konstrukce mostu - spřažená deska mostovky

Po osazení ocelové konstrukce na ložiska (pouze na pilířích, na opěrách až po zhotovení mostovky) následovala postupná betonáž spřažené desky nosné konstrukce speciálními bednicími vozíky tzv. ?poutnickým způsobem?, nejdříve v polích a potom nad podporami tak, aby se omezilo tahové namáhání betonu v oblastech záporných ohybových momentů.

Proudová výstavba pilířů a výsun ocelové konstrukce

Bednicí vozíky byly zkonstruovány ze dvou nezávislých částí, z tzv. vnitřního bednění, podporujícího desku nad ocelovým truhlíkem, a vnějšího bednění, podporujícího konzoly spřaženého průřezu. Vzhledem k rychlosti výstavby bylo nasazeno (celkem pro obě nosné konstrukce) šest vozíků délky 27 m pro vnitřní bednění a čtyři vozíky délky 27 m pro vnější bednění. Při budování spřažených desek bylo realizováno na 6 km přesunů těchto 27 m dlouhých souprav. Jejich pohyb byl prováděn pomocí lanových hydraulických navijáků. Hydraulika zde umožňovala kontrolu tažných sil manometry a snadnější regulaci pohybu po ocelové konstrukci ve směrovém oblouku. Bednicí soupravy byly zkonstruovány z inventárního bednění s nemalou řadou atypických prvků tak, aby umožnily souběžnou výstavbu obou mostů. Pro dokonalé utěsnění bednění na jeho styku s horní pásnicí ocelové konstrukce bylo bednění připínáno napínacím zařízením k této pásnici silou odpovídající reakci od čerstvé betonové směsi při betonáži.

Letecký pohled na most při výstavbě spřažené desky

Betonáž v blízkosti opěr byla prováděna čerpadly betonové směsi zdola, avšak ve středních partiích mostu, vzhledem k jeho výšce, bylo betonování prováděno tak, že čerpadlo a autodomíchávače najely za speciálního režimu na již hotovou část spřažené desky. Během jednoho cyklu, který trval průměrně 11 dní včetně zrání betonu, bylo postaveno cca 2x50 m spřažené desky, takže každých 11 dní přibylo na stavbě 100 m mostovky. Na mostě jsou navrženy hřebenové dilatační závěry. Na opěře 1 je instalován závěr F530, na opěře 7 závěr F450. Velikost jejich pohybů je, s ohledem na výšku pilířů P4 a P5, na kterých jsou umístěna pevná ložiska, do značné míry ovlivněna deformacemi těchto pilířů od vodorovných sil v podélném směru mostu. Tato skutečnost významně zvětšuje dilatační pohyby oproti hodnotám stanoveným pouze z hlediska teploty a smrštění.

Betonáž spřažené desky

Příslušenství

Již při výstavbě mostovky byly proudově zahájeny práce na izolaci, mostních římsách a na ostatním příslušenství. Vnější monolitické římsy byly zhotoveny pomocí pojízdného bednění - římsových vozíků - a posléze opatřeny spínaným železobetonovým svodidlem a 4,5 m vysokou protihlukovou stěnou, chránící faunu. Vnitřní římsy byly provedeny jako monolitické s lícovými prefabrikáty. Po osazení římsových prefabrikátů a zabetonování středových říms byly opatřeny ocelovým svodidlem ZSNH4/H2 a zrcátko mezi nimi bylo vodotěsně překryto elastomerovým pásem, zabraňujícím stékání slané vody a jiných nečistot do ekologické oblasti Hraničního potoka.
Důležitou součástí je rovněž vybudovaný hustý (teoretický podélný spád mostu pouze 0,5 %) systém odvodnění, kde jsou kanalizační svody vedeny skrze ocelovou konstrukci dovnitř komorového průřezu, zde jsou zaústěny do průběžného dálničního kanalizačního řadu.

Závěr

Hraniční most na styku dálnic obou zemí je jednou z dominant dálniční trasy Praha - Drážďany a svou výškou 56,4 m nad terénem se stal druhým nejvyšším mostem v české dálniční síti po mostu na D1 ve Velkém Meziříčí, který je ještě asi o 7 m vyšší. Přestože doba výstavby musela být z důvodů neležících na straně zhotovitele zkrácena o celou jednu stavební sezonu a stavba byla realizována ve velmi náročném horském a ekologickém prostředí, nemají tyto extrémní vlivy žádný dopad na kvalitu díla, ba naopak, experti obou zemí vyhodnotili Hraniční most jako nejlépe provedený most na nově otevřených úsecích dálnic D8 a A17.
První výkop pro založení mostu byl zahájen 31. 3. 2005 a stavba byla dokončena v polovině prosince 2006. To znamená, že vlastní práce trvaly 20,5 měsíce. Když odečteme cca 3,5 měsíce extrémně tuhé zimy 2005/2006, vyjde nám, že toto dílo bylo zrealizováno za neuvěřitelných 17 měsíců. Takto technicky náročný projekt lze provést kvalitně a velice rychle jen díky úzké a profesionální spolupráci investora, zhotovitele a projektanta. Stavby v horách jsou vždy náročné nejen kvůli komplikovanému přístupu a jejich provádění ve strmých svazích, ale zejména z hlediska ochrany životního prostředí. Zde si všichni účastníci tuto skutečnost plně uvědomili a zásah stavební činnosti do přírody byl opravdu minimální. Při porovnání dokončené části dálnice D8 s navazující dálnicí A17 na území Spolkové republiky Německo je možné konstatovat plnou konkurenceschopnost našeho dopravního stavitelství, a to nejen z hlediska hodnoty návrhu, projektového řešení, rychlosti a kvality dodavatelských prací, ale v neposlední řadě také při výkonu složité koordinační a kontrolní investorské činnosti.

Základní údaje o stavbě

Stavba:
Dálnice D8 Praha - Ústí nad Labem - hranice ČR/SRN
Stavba 0807/II Knínice - Hraniční most Část K - Hraniční most
Objednatel stavby: Ředitelství silnic a dálnic ČR
Zhotovitel stavby: Sdružení firem: JHP spol. s r. o., Firesta - Fišer, rekonstrukce, stavby a. s.
Generální projektant: Valbek spol. s r. o.
Projektant RDS mostu: Pontex spol. s r. o.
Projektant ocelové konstrukce: Ing. Antonín Pechal, CSc., PIS

Doba výstavby

Předání staveniště: 03. 12. 2004
Zahájení stavební činnosti: 23. 03. 2005
Dokončení stavby: 15. 12. 2006

Technické údaje o stavbě

Charakteristika mostu:
Dálniční most s horní mostovkou v kruhovém směrovém oblouku. Nosnou konstrukci tvoří spřažený ocelobetonový spojitý nosník komorového průřezu o šesti polích, samostatný pro každý jízdní směr.
Délka přemostění: 406,80 m
Délka mostu: 430,00 m
Délka nosné konstrukce: 411,80 m
Rozpětí polí: cca 58,40 + 4x73,00 + 58,40 m
Šířka mostu: 30,70 m
Výška mostu nad terénem: 56,40 m
Stavební výška: 3,985 m
Plocha mostu: 13 201,0 m²
Plocha nosné konstrukce: 12 090,5 m²

Pohled na most po dokončení nosné konstrukce