Most Monoštor – nový cestný most cez Dunaj v Komárne

Úvod

Dňa 1. septembra 1892 bol daný do užívania komárňanský Alžbetin most. Technické parametre dnes už vyše 130ročného hraničného mosta nezodpovedajú požiadavkám kladeným na mosty v treťom tisícročí. Zaťažiteľnosť mosta postaveného koncom 19. storočia za šestnásť mesiacov (!) je veľmi nízka (20 t) a priechodná šírka mosta je len 5,6 m. Výstavba nového mosta sa preto stala nevyhnutnosťou. Príprava výstavby nového mosta bola zahájená už v rokoch 2004–2005 štúdiou uskutočniteľnosti pre riešenie nového Dunajského mosta. Vybraná koncepcia a architektonické riešenie v štúdii navrhnutých variantov po šestnásťročnom úsilí boli aj realizované. V rokoch 2006–2007 boli vykonané prieskumné práce a proces vplyvu stavby na životné prostredie. Bola vypracovaná a schválená dokumentácia stavebného zámeru a dokumentácia na územné rozhodnutie. V rokoch 2013–2015 bol vypracovaný projekt pre stavebné povolenie a realizačný projekt. Po výbere zhotoviteľa bola v roku 2017 zahájená výstavba.

Začlenenie stavby do prostredia

Most sa nachádza 170 m vyššie od existujúceho železničného mosta (proti prúdu smerom na Bratislavu) a o 2,8 km vyššie od Alžbe­tinho mosta cez Dunaj nachádza­júceho sa v centre Komárna. Celkom 601,2 m dlhý Most Monoštor medzi mestami Komárom/Komárno je súčasťou novej cesty kategórie C 11,5/80 dĺžky 2,599 km, ktorá spojuje hlavné cesty č. 1 v Maďarsku a č. 63 v Slovenskej republike. Mostný objekt prevádza dvojpruhovú hlavnú cestu. Šírka komunikácie medzi zvodidlami je 11,50 m. Na protiprúdnej strane mosta vedie chodník pre chodcov šírky 1,80 m a na poprúdnej strane je cyklistický chodník šírky 2,50 m. Táto nová cesta v Maďarsku je predĺžením hlavnej cesty č. 13, ktorá vedie k diaľnici M1. Medzi naliehavé budúce úlohy patrí dokončenie obchvatu Komárna predĺžením tejto cesty k hlavnej ceste č. 64 Nové Zámky – Komárno. V staničení tejto cesty v km 1,545 22 nad Dunajom v riečnom km 1770,6 je štátna hranica medzi Slovenskou republikou a Maďarskom. V rámci stavby boli realizované ďalšie tri menšie mosty v Maďarsku a jedna lávka pre chodcov a jedna pre cyklistov v Slovenskej republike, ktoré spájajú most s cyklistickou trasou Eurovelo 6 na ľavobrežnej protipovodňovej hrádzi Dunaja.

Architektonické a urbanistické riešenie

Pri návrhu architektonického riešenia priečne šikmej jednopylónovej vejárovite vo dvoch rovinách zavesenej nosnej konštrukcie mosta rozhodovali miestne geografické podmienky:

• o cca 15 m vyšší breh na pravej (maďarskej) strane ako aj terén za cca 8 m vysokou protipovodňovou hrádzou na slovenskej strane;
• požiadavky plavebných orgánov (190 m široká a 10 m vysoká plavebná dráha nachádzajúca sa podstatne bližšie k pravému brehu koryta rieky) a správcu toku (ochranné pásmo hrádze, premostenie priesakového kanála a gabarit nad hrádzou slúžiaci na prechod mechanizmov pri povodniach).

Pylón ako základný prvok navrhnutého riešenia spĺňa súčasné statické a estetické požiadavky a je dominantou celej sústavy. Jeho tvarovanie sa stalo prestížnou otázkou celého architektonického riešenia.Výstavbou jednostranne zaveseného mostného trámu v pozdĺžnom smere sa preslávilo vo svete niekoľko mostov (napr.: most Alamillo s nesymetrickou harfovou sústavou v Seville, most cez Labe v Ústí nad Labem pod Marianskou Skálou). Konštrukcia pylónu je umiestnená excentricky voči osi mosta na protiprúdnu stranu stredného piliera a nakláňa sa nad vozovku. Ojedinelý spôsob jednostranného zavesenia mostného trámu v priečnom smere nakloneným pylónom tvaru L radí tento most medzi svetové unikáty.

Voľba konštrukčného systému

Pre blízkosť železničného mosta boli pri projektovaní mostných otvorov rozhodu­júce plavebné aspekty. Pre plavidlá, ktoré premávajú cez relatívne malé, 100 m široké mostné otvory, by ďalší pilier umiestnený takto blízko uprostred plavebnej dráhy predstavoval ťažkosti. Najväčšie rozpätie nového mosta má preto dĺžku 252 m, čo umožňuje bezproblémovú plavbu. Určenie umiestnenia pilierov už okrem spomínaných plavebných požiadaviek ovplyvňovali aj protipovodňové aspekty na slovenskej strane.Celkom 252 m široký otvor sa dá najhospodárnejšie premostiť zavesenou mostnou konštrukciou. Rozpätia smerom od maďarskej strany sú nasledovné: 66 + 252 + 120 + 96 + 66 m. Šírka koryta Dunaja na tomto mieste je necelých 500 m. Šikmé závesy sú zakotvené na ich hornom konci do asymetrického pylónu, ktorého konštrukcia je v hornej časti z ocele a do výšky +189,48 m n. m. má oceľobetónový spriahnutý prierez. Pylón tvaru L je umiestnený na protiprúdnej strane mosta, je spojený s pilierom, ktorý je založený v koryte Dunaja. Napriek asymetrickému vyhotoveniu pylónu je most zavesený vo dvoch symetrických rovinách závesov.

Konštrukčné riešenie

Zakladanie mosta, okrem plošne založenej opory na slovenskej strane, je riešené železobetónovými pilótami priemeru 1,5 m, resp. 1,0 m, dĺžky 12, 15 a 17,5 m, ktoré podopierajú základové dosky. Piliere sú na vonkajší pohľad riešené rovnako, ale sú výrazne odlišné rozmermi aj funkciou. Pozostávajú z dolnej masívnej železobetónovej časti, ktorá je ukončená nad maximálnou povodňovou hladinou, a sú votknuté do základovej dosky. Obe čelá pilierov v koryte rieky, ktorých tvar je podobný gotickej klenbe, sú obložené kamenným obkladom. Čelá sú konštruované v sklone 6,5 : 1 a sklon bočných stien má hodnotu 20 : 1. Horná štíhlejšia stena pilierov podopierajúca mostný trám má zvislé bočné steny. Obe čelá sú zaoblené. V strednej časti – medzi ložiskovými blokmi – sú tieto steny vyľahčené polkruhovým otvorom. Odlišnosť piliera č. 3 spočíva v tom, že do spodnej stavby je zakotvená oceľová konštrukcia pylónu. Tento pilier prenáša pomocou pevného ložiska do základov okrem priečnych vodorovných síl aj nemalé pozdĺžne sily od seizmických účinkov.

Odlišnosť pilierov č. 4 a č. 5 je v tom, že oproti pilieru č. 2 vedľa ložísk na každej strane sa nachádza kotevná šachta pre tiahla prenášajúce záporné reakcie z mosta. Na pilieri č. 5 sú napojené rampy a schodisko chodníkov z protipovodňovej hrádze. Hlavný nosný trám je z dvoch nosníkov otvoreného prierezu s oceľovou ortotropnou doskou. Celková konštrukčná výška trámu je 2,869 m. Osová vzdialenosť hlavných nosníkov je 14,90 m. Vyloženie konzoly chodníka pre chodcov je 2,4 m a pre cyklistov 3,1 m. Ortotropná mostovka pod vozovkou je vystužená s uzavretými 300 mm vysokými a širokými výstuhami lichobežníkového tvaru. Pod chodníkmi pre chodcov a cyklistov sú výstuhy vysoké iba 200 mm. Hrúbka mostovkového plechu je vo všeobecnosti 14 mm, v nadpodperových oblastiach 16–25 mm. Výška stien hlavných nosníkov je 2,50 m a sú vystužené pozdĺžnymi uzavretými výstuhami lichobežníkového tvaru. Hrúbka stien v poli je 16 mm, nad podperami 20–30 mm a v kotevnej oblasti závesov 50 mm.

Šírka dolných pásnic je 1,0 m a pri podperách sú rozšírené na 1,3 m. Ich hrúbka sa mení od 40 až po 80 mm. Osová vzdialenosť priečnikov, ktorých spodná pásnica má oblúkovitý tvar, je 3,0 m. Výška pylónu nad vozovkou je 94,5 m a nad základovou doskou 118,1 m. Na moste je vejárové usporiadanie závesov a sú kotvené v dvoch rovinách. Kotvenie závesov do výstužného nosníka nad mostovkou je po 24 m a v pylóne po 2,78 m. Napínanie sa uskutočnilo v pylóne. Tým sa výrazne skrátil čas na presun lisov medzi jednotlivými kotvami. Závesy sú vyrobené z paralelných sedempramenných káblov. Úprava kotvenia v pylóne v prípade potreby umožňuje aj jemnú rektifikáciu celého závesu naraz, a to veľkým lisom. Počet káblov v závesoch sa mení od 43 do 85 ks. Vnútorná tlačená časť spriahnutého prierezu nosnej konštrukcie pylónu, ktorá je z titulu veľkej excentricity zaťažená veľkým ohybovým momentom, je vyplnená železobetónom. Tlmiče zvislého kmitania systému TDM sú zabudované po dvoch kusov na troch miestach. Majú hmotnosť 5 t. Do každého závesu sú zabudované tlmiče kmitania v blízkosti dolného zakotvenia.

Výstavba mosta

Zaťažovacie skúšky pilót

Pri každom pilieri boli vykonané nesystémové statické zaťažovacie skúšky pilót. Výsledky skúšok preukázali dostatočnú únosnosť navrhovaných pilótových základov.

Zakladanie a výstavba podpier mimo koryta

Opora na pravom brehu a pilier č. 5 za hrádzou mimo koryta boli vybudované klasickým spôsobom (pilóty, základová doska, vzostupná stena). Opora na slovenskej strane má plošné základy.

Zakladanie a výstavba v koryte

Zakladanie a výstavba troch pilierov č. 2 až č. 4 sa uskutočnila na umelých ostrovoch. Základové dosky sa nachádzajú pod úrovňou dna koryta. Pri výstavbe umelých ostrovov zhotoviteľ vybudoval dvojitú štetovnicovú ohrádzku. Vonkajšia štetovnicová stena ohrádzky je rovnobežná s vnútornou ohrádzkou obdĺžnikového tvaru a bola dopl­nená na vtokovej a výtokovej strane ohrádzkou tvaru písmena V. Týmto boli zachované prijateľné hydrotechnické podmienky. Priestor medzi štetovnicami vzdialenými 0,6 m bol nad úrovňou dna koryta vyplnený betónom zabezpečujúcim vodotesnosť stavebnej jamy. Vnútornou štetovnicovou ohrádzkou bol vymedzený priestor pre základovú dosku pylónu s rozmermi 17,0 m × 41,0 m. Stavebné práce boli podporované z člnov kotvených pozdĺž ostrovov. Samotné práce okrem strojov umiestnených na člnoch a v stavebnej jame podporoval aj plávajúci žeriav o nosnosti 200 t. Prísun materiálov a strojov k týmto plavidlám sa uskutočnil z brehu po ceste kolmej na os rieky. Tá sa skladala z dvoch spojených člnov a malého mostíka medzi brehom a člnmi.

Vnútorné štetovnicové steny umelého ostro­va boli rozopreté oceľovými rámami, kde sa uskutočnili montážne práce pylónu. Tie boli realizované predovšetkým vežovým žeriavom o nosnosti 50 t zakotveným do základového bloku piliera č. 3 a pripevneným k pylónu v dvoch úrovniach. Montáž posledných najvyššie osadených dielcov sa uskutočnila s výložníkom vo výške približne 135 m nad povrchom základovej dosky. Ostrovy č. 2 a č. 4 mali podobné technické riešenia, ale mali menšie rozmery. Štetovnicové steny boli realizované ako vibrované zo súlodí. Počas realizácie sa však ukázalo, že skladba podložia v mieste umelých ostrovov je výrazne premenná. Na niektorých úsekoch nebolo možné štetovnice zavibrovať do projektovanej hĺbky, ani zaraziť baranidlom o hmotnosti najprv 8 t a následne ani 12 t. Z tohto dôvodu bolo potrebné predvŕtaním skypriť základovú pôdu pomocou skrutkového vrtáku Ø 800 mm. Štetovnice boli z výrobne dodané ako párované, ich celková šírka je 1,2 m. Zámky párovaných štetovníc vnútorných stien sú zvarované a z vonkajších stien prelisované. Boli zabudované 19,3 až 22,3 m dlhé štetovnice. Samotné využitie ostrova a tým spojené technológie možno charakterizovať troma etapami:

• V prvej etape násypom vyplnený ostrov umožňoval realizovať pilotážne práce a tryskovú injektáž.
• Trysková injektáž zaistila praktickú vodotesnosť jamy najmä v druhej etape, kedy bola vybudovaná základová doska piliera. Úroveň základovej škáry podkladového betónu základu je na kóte 95,65 m n. m. Bpv, čiže 4,35 m pod úrovňou dna rieky.
• V tretej etape bola vybudovaná podpera vrátane pylónu.

Montáž nosnej konštrukcie

Nosný trám Mosta Monoštor je výnimočný aj tým, že sa vyrábal vo všetkých krajinách V4. Jednotlivé diely sa vyrábali v mostárni ­BANIMEX, Sp. z o.o., v Poľsku a na Slovensku v SAM, a.s. (Komárňanské lodenice). Následne sa celý priečny rez skompletizoval a zvaril na ­ostrove Csepel v Budapešti a odtiaľ sa prepravil pomocou lodí na Dunaji až do Komárna.Výstavba nosnej konštrukcie sa dá rozdeliť na tri časti:

• V prvej etape výstavba prebiehala vysúvaním z lešenia umiestneného v toku hneď za pylónom medzi podperou č. 3 a č. 4. Dielce nosnej konštrukcie dopravené loďou vyložil lodný žeriav na lešenie a následne sa vysúvali smerom na slovenskú stranu k opore č. 6.
• Druhá časť výstavby nosnej konštrukcie medzi oporou č. 1 a pilierom č. 2 prebiehala tiež vysúvaním z lešenia. Vysúvalo sa tiež smerom z Dunaja na breh. Vysúvanie z Dunaja smerom k brehom malo opodstatnenie preto, lebo dielce nosnej konštrukcie boli dopravované po vodnej ceste.
• Tretia časť výstavby 252 m dlhého poľa nosnej konštrukcie medzi pilierom č. 2 a pilierom č. 3 bola montovaná letmo pomocou lodného žeriava. V hlavnom poli mosta bolo takto spolu osadených pätnásť montážnych dielcov. Dĺžka jedného dielca bola až 18 m. Pri letmej montáži bola najväčšia dĺžka konzoly až 224,4 m. Uložením posledného dielca nosnej konštrukcie lodným žeriavom v decembri 2019 došlo k spojeniu hornej stavby mosta budovanej z oboch brehov Dunaja.

Pylón a jeho výstavba

Pre výstavbu pylóna bol vymedzený čas podľa harmonogramu výstavby len jeden rok. Pylón mosta tvorí oceľový uzavretý prierez s premennou výškou. Šírka prierezu je 4,0 m. Tlačená časť oceľového pylónu bola do výšky 90 m vyplnená betónom C50/60, čím sa využili prednosti oboch materiálov. Najviac namáhané časti pylónu s hrúbkou 30–80 mm boli navrhnuté z ocele S460 NL. Oceľová časť pylónu je v dol­nej časti votknutá do betónového drieku, v ktorom je zabetónovaná aj šikmá oceľová vzpera pylónu. Na spriahnutie s betónom sú navarené na oceľovej časti tŕne priemeru 25 mm a dĺžky 225 mm. V ťahanej oblúkovej časti prierezu pylónu sú zabudované 19lanové káble na ôsmych miestach. Tie umožňujú drobnú kompenzáciu vodorovných deformácií pylónu vzniknutých zmrašťovaním, resp. dotvarovaním. Pri letmej montáži bolo treba rátať s viacerými stavmi a všetky ich precízne zosynchronizovať. Šlo o nasledovné stavy:

• osadenie dielca pylónu, zároveň aj dielca nosnej konštrukcie;
• zváranie nosnej konštrukcie aj pylónu;
• napnutie jedného páru závesov z ľavo­brežnej strany na 70 %;
• napnutie jedného páru závesov zo strany konzoly hlavného poľa na 70 % a následné dopnutie na 100 %.

Po napnutí káblov v prvej úrovni ešte prebiehalo aj armovanie a betonáž vo vnútri pylónu o jednu etáž nižšie. Montáž a súvisiace práce jednotlivých dielcov prebiehali z trojpodlažného posuvného lešenia pripevneného na vonkajšie výstuhy pylónu. Výstavba pylónu bola asi najťažšou a logisticky najnáročnejšou časťou stavby celého mosta, keďže išlo o prácu vo výške v sťažených podmienkach, na ktorej sa podieľalo viacero profesií. Pylón sa vyrábal v mostárni MCE Slaný s.r.o. v Českej republike, odkiaľ boli jednotlivé dielce prepravované na miesto zabudovania podvalníkmi. Jednotlivé montážne dielce boli priamo ku pylónu zaplavované pomocou pontónov. Pri spracovaní dokumentácie pylónu boli využité dnešné metódy navrhovania v režime BIM. Koordináciu všetkých stavebných profesií, ktoré boli realizované na malej pôdorysnej ploche pylónu, bolo možné previesť len vďaka 3D modelu. Bol hlavným zdrojom dát pre vytvorenie výkresov výrobnotechnickej dokumentácie oceľovej konštrukcie. Umožnil okrem vyšetrenia konštrukčných a tvarových nadväzností OK aj spôsob zloženia komplikovaných dielcov z jednotlivých položiek. Modelom bol vyriešený aj montážny priestor pre umiestnenie a napínanie vertikálnych káblov, závesov mostovky, betonáž, komunikačné cesty, inžinierske siete, odvodnenie, prípravky pre montáž aj demontáž žeriava a iné.

Príslušenstvo mosta

Na moste boli osadené zábradlia pre chodcov vysoké 1,2 m a pre cyklistov s výškou 1,4 m v celkovej dĺžke takmer 2 500 m s hmotnosťou blízkou 100 t. Lamelové mostné závery, osadené po celej šírke nosnej konštrukcie, umožňujú veľké dilatačné pohyby oceľovej nosnej konštrukcie rozdelenej pevným ložiskom v mieste podpery č. 3 na dve dilatačné dĺžky, 318 m a 282 m.Na moste sú osadené jednostranné oceľové zábradľové zvodidlá s úrovňou zadržania H3.Most je uložený na každej zo šiestich podpôr na dvoch kalotových ložiskách. Nachádza sa v jednej z najviac seizmicky ohrozených oblastí na Slovensku (agR = 1,1 m·s-2). Na dolnom páse hlavných nosníkov boli navrhnuté seizmické zarážky.

Záver

Z hľadiska výstavby mostov na Dunaji sme zažili v Slovenskej republike v rokoch 2016–2021 výnimočné obdobie. V tomto šesťročnom období na 100 km dlhom úseku Dunaja boli vybudované tri cestné mosty: v roku 2016 bol daný do užívania Starý most v Bratislave, v roku 2020 Most Monoštor a v roku 2021 Lužný most na diaľničnom obchvate (D4) Bratislavy. Autori chceli týmto článkom predstaviť realizáciu mosta s unikátnym pylónom tvaru písmena L, ktorý zmení a dotvorí krajinný ráz okolo Komárna. Most bol ocenený v súťaži Stavba roka 2020–2021 cenou „Za výnimočné a progresívne projektové riešenie“ a v Maďarsku v roku 2021 cenou „Výnimočná kvalita v stavebníctve“.

Zdroje:

[1] NAGY, L.: Komárno-Komárom, Projekt nového cestného mosta cez Dunaj. Pamätný Deň Jána Feketeházy, 2012, Komárno. ISBN 978-963-7754-08-1.
[2] NAGY, L.; G. Drdanko. Projekt nového cestného mosta cez Dunaj medzi mestami Komárom-Komárno. 40. aktív pracovníkov oboru oceľových konštrukcií. Oščadnica, 2015. ISBN 978-80-89619-01-6.
[4] Brigde Desing & Enginering. A bi-directional testing system is being used in the development of foundations for a new cable-stayed bridge between Hungary and Slovakia. Issue No. 92, IIIQ 2018.
[5] NAGY, L.; G. Drdanko. Výstavba nového cestného mosta cez Dunaj medzi mestami Komárom-Komárno, Piešťany, 14–15. marec 2019, Statika stavieb 2019. ISBN: 978-80-89842-13-7.
[6] TURČEK, P.; M. SÚĽOVSKÁ. Založenie pylónu nového cestného mosta v Komárne. KONSTRUKCE. Ostrava: KONSTRUKCE Media, s.r.o. 2020, č. 1–2. ISSN 1213-8762.
[7] DUNAI, L. a kol. Zaťažovacia skúška mosta cez Dunaj medzi mestami Komárom a Komárno – odborný posudok (Technická a ekonomická univerzita v Budapešti 05/2020).