Realizacja mostu podwieszonego

Transkrypt

1 Geoinżynieria MOSTY Realizacja mostu podwieszonego w ciągu Autostradowej Obwodnicy Wrocławia mgr inż. Maciej Aramski - Mostostal Warszawa S.A. mgr inż. Wojciech Barcik - Mostostal Warszawa S.A. prof. dr hab. inż. Jan Biliszczuk - Politechnika Wrocławska; Zespół Badawczo-Projektowy MOSTY-WROCŁAW s.c. mgr inż. Mirosław Bogdalczyk - Mostostal Warszawa S.A. mgr inż. Adam Kotowski - Mostostal Warszawa S.A. mgr inż. Andrzej Mroczek - Mostostal Warszawa S.A. mgr inż. Leszek Sawicki - Mostostal Warszawa S.A. mgr inż. Jerzy Skowron - Mostostal Warszawa S.A. Fot. 1. Wizualizacja mostu podwieszonego usytuowanego w ciągu AOW AOW jest ważnym elementem planowanego układu komunikacyjnego aglomeracji. Jej punktem charakterystycznym będzie bez wątpienia most przez Odrę na stopniu wodnym Rędzin Most zaprojektowano z trzech sekcji o podobnej konstrukcji przekroju poprzecznego: estakady południowej E1 długości 610 m; jest to 11- przęsłowa belka z betonu sprężonego o przekroju skrzynkowym, długości przęseł: 40+2x x60+50 m; mostu głównego M2 długości 612 m o konstrukcji podwieszonej do jednego pylonu; most zaprojektowano z betonu sprężonego, rozpiętości przęseł: 50+2x m, pylon wysokości 122 m jest wspólny dla obu konstrukcji pomostu, konstrukcję nośną przęseł podwieszono dwustronnie co 12 m; most główny może być realizowany w technologii betonowania lub montażu wspornikowego albo nasuwania podłużnego; estakady północnej E3 długości 520 m w postaci 9-przęsłowej belki ciągłej z betonu sprężonego, przęsła 50+7x60+50 m. Założono, że tylko pylon zostanie pokryty barwnymi powłokami powierzchniowego zabezpieczenia. Pozostałe elementy konstrukcji (poza gzymsem) będą miały fakturę surowego betonu. WYKONANIE PRZYCZÓŁ- KÓW I FILARÓW Podpory stałe mostu posadowiono w sposób zróżnicowany: Zamawiający Uczestnicy procesu inwestycyjnego przyczółki, filary estakad, na których zastosowano łożyska stałe i podpory mostu podwieszonego posadowiono na palach wierconych średnicy 1,5 m różnej długości; pozostałe podpory posadowiono na wbijanych palach prefabrykowanych typu AARSLEFF. Ponieważ wszystkie podpory stałe zostały posadowione na lądzie wykonanie ich przebiegało według typowych procedur (fot. 2 i fot. 3). BUDOWA PYLONU WYKONANIE FUNDAMENTU Fundament pylonu składa się ze 160 wierconych pali żelbetowych (z iniektowaną podstawą) [6] i wieńczącej je płyty żelbetowej. Pale o długości 18 m i średnicy 1,50 m wykonano typową Fot. 2. Wbijanie pali prefabrykowanych typu AARSLEFF Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Oddział we Wrocławiu Arcadis-Profil Warszawa, BBKS Projekt Wrocław, Zespół Badawczo-Projektowy MOSTY-WROCŁAW Projekt budowlany i MOSTY KATOWICE, projekt konstrukcji mostu opracował ZB-P Mosty-Wrocław s.c. Projekt wykonawczy konsorcjum ZB-P Mosty-Wrocław s.c., Freyssinet Polska Sp. z o.o., Nadolny s.c. Doradztwo naukowe Zamawiającego konsorcjum Politechnika Warszawska i Politechnika Gdańska Nadzór Egis Route Scetauroute S.A., Oddział w Polsce, Biprogeo Projekt Wykonawca Mostostal Warszawa S.A. i Acciona 26 styczeń - luty 1 / 2010 [24]

2 MOSTY Geoinżynieria Po wykonaniu wszystkich pali wbito ściankę szczelną długości 12 m, która stanowiła również szalunek stopy. Po wykonaniu iniekcji podstaw wykonano próbne obciążenie 4 pali, które w pełni potwierdziło założenia projektowe [1], [6]. W kolejnym etapie wykonano wykop do rzędnej 107 m, zagęszczono grunt do stopnia 0,97 i wykonano warstwę chudego betonu o grubości 0,5 m. Po ułożeniu zbrojenia przystąpiono do betonowania płyty (stopy) wieńczącej pale. Objętość wbudowanego betonu klasy C30/37 (B35) na cemencie CMIII/A32,5N-LH/HSR/NA wynosiła 8098,5 m 3. Betonowanie stopy było skomplikowaną operacją zarówno od strony technicznej jak i logistycznej, tym bardziej że beton układano w okresie wysokich temperatur C ( ). Technologię wykonania stopy opisano w pracy [5]. Fot. 3. Budowa podpór posadowionych na palach wierconych wiertnicą stosując osłonę otworów z wyciąganych rur stalowych. Odwierty wykonano z poziomu terenu (rzędna około 113,20 m) stosując tzw. martwy przelot o długości około 4 5 m. Roboty palowe wykonano pod nadzorem Politechniki Wrocławskiej, w ramach których dla 16 pali przeprowadzono szczegółowe badania gruntu wydobywanego z otworów. Wyniki tych badań nie wykazały istotnych różnic w stosunku do rezultatów badań przeprowadzonych na etapie projektowania. BUDOWA RAMION PYLONU Technologię budowy ramion pylonu i górnego rygla prezentuje fot. 5. Budowa wymaga wykorzystania dwóch żurawi (maksymalna wysokość 145,2 m) i dwóch (niezaznaczonych na fot. 5) zewnętrznych wind. Czas realizacji jednego etapu przewidziano na 6 dni. Założono, że nogi i ramiona pylonu zostaną wykonane w 34 etapach. Pierwsze 3 etapy obejmują: wykonanie elementów nóg pylonu wychylonych na zewnątrz oraz rygla dolnego. Elementy te będą wykonane w rusztowaniach indywidualnie zaprojektowanych (rys. 3). Rygiel dolny (rozciągany) będzie sprężony trzydziestoma heblami 31L15. Sprężenie będzie przeprowadzone w 4 etapach w dostosowaniu do narastającej siły rozciągającej ten element. Pozostałe etapy (segmenty) będą wykonane w samowspinającym się deskowaniu firmy PERI. Wysokość segmentów będzie się wahać od 2,682 do 3,7 m. Z uwagi na pochylenie (od poziomu rygla dolnego) ramion pylonu do wewnątrz niezbędne jest zastosowanie trzech rozpór tymczasowych. Rozpory te ograniczą zginanie ramion pylonu i pozwolą na prawidłowe kształtowanie geometrii. Pylon do wysokości 57,01 m będzie żelbetowy, a wyżej na odcinku długości 59,29 m będzie miał konstrukcję zespoloną. We- Rys. 1. Konstrukcja pylonu z pokazaniem segmentów stalowego rdzenia Fot. 4. Widok wykonanych podpór estakady E1 styczeń - luty 1 / 2010 [24] 27

3 Geoinżynieria MOSTY Rys. 2. Idea montażu stalowego rdzenia pylonu. Masa segmentów montażowych do 12 ton Rys. 3. Wybrane fazy budowy pylonu: a) montaż I rozpory; b) montaż II rozpory; c) montaż III rozpory; d) wykonanie rygla górnego i końcowa faza budowy Fot. 5. Początkowa faza budowy nóg pylonu; zbrojenie elementu zamocowanego w stopie wnątrz pylonu zostanie umieszczony rdzeń stalowy (rys. 1). Wysokość segmentów rdzenia jest dostosowana do wysokości etapów betonowania. Styki segmentów rdzenia zaprojektowano jako spawane. Montaż segmentów rdzenia będzie wyprzedzał betonowanie (rys. 2). Segmenty stalowe będą w pełni wyposażone. Pylon ma konstrukcję hybrydową i składa się z różnych elementów (rys. 1): nogi pylonu i dolna część gałęzi (od dolnego rygla do rzędnej 170,01 m) są żelbetowe; górne części ramion mają konstrukcję zespoloną; rygiel dolny jest betonową belką sprężoną; rygiel górny to sprężona konstrukcja zespolona. Cykl pielęgnacji betonu poszczególnych segmentów będzie następujący: 1 dzień zabetonowanie elementu, osłonięcie górnej powierzchni betonu folią lub plandeką, oczyszczenie tej powierzchni z mleczka cementowego strumieniem wody o wysokim ciśnieniu (160 atm), dalsza pielęgnacja wilgotnościowa z użyciem gąbek nasączonych wodą lub utrzymaniu warstwy wody o głębokości 5 cm; 2 6 dzień rozdeskowanie, pielęgnacja powierzchni betonu materiałem zabezpieczającym EMCORIL, ewentualne owinięcie folią i zabezpieczenie termiczne, przejazdy szalunku na wyższe poziomy; 6 10 dzień element (sekcja) znajduje się w strefie najniższego poziomu szalunku ACS jest osłonięta siatką BHP o przepuszczalności 50%; dopiero po kolejnym podniesieniu się szalunku ACS sekcja jest wystawiona na działanie bezpośrednie czynników atmosferycznych. BUDOWA USTROJÓW NOŚNYCH PODSTAWOWE ZAŁOŻENIA TECHNOLOGICZNE Z uwagi na kompatybilny kształt przekrojów poprzecznych ustrojów nośnych estakad E1 i E2 oraz mostu M1 [1], przyjęto że obiekt będzie wykonany w technologii nasuwania podłużnego z użyciem podpór tymczasowych. Ideę budowy pokazano na rys. 3. Z uwagi na bardzo krótki termin realizacji obiektu 30 miesięcy przyjęto, że estakada E1 zostanie wykonana na rusztowaniach. Przewidziano 3 stanowiska wytwórcze: a) Stanowisko ST1 usytuowane w pobliżu podpory P20 estakady E3, z którego zostaną wykonane kolejno obie nitki tej estakady. Usytuowanie stanowiska w środku długości estakady wynika z faktu, iż jest ona położona w planie na krzywej przejściowej i łuku kołowym o R = 3160 m. Obie części różnią się geometrią osi podłużnej. W pierwszej kolejności wykonano część północną, nasuwając konstrukcję w kierunku przyczółka P25, a później część południową nasuwając w kierunku podpory grupowej P16. Po nasunięciu obu części zostaną one połączone. Po wykonaniu nitki wschodniej stanowisko zostanie przemieszczone poprzecznie i w sposób analogiczny zostanie wykonana nitka zachodnia. b) Bliźniacze stanowiska wytwórcze ST2 i ST3 usytuowano między podporami P11 i P12. Przy ich wykorzystaniu zostanie wykonany most M2. Obie nitki mostu M2 będą realizowane równolegle. Maksymalna długość segmentów mostu wynosi 24 m. Maksymalna rozpiętość przęseł w fazie nasuwania mostu M2 wynosi 33,35 m. 28 styczeń - luty 1 / 2010 [24]

4 MOSTY Geoinżynieria PROGRAM DOSTAWCZY > rury żelbetowe / betonowe o przekroju okrągłym K-GM i K-FM > rury do mikrotunelowania > rury PEHD z otuliną żelbetową > profi l jajowy / przekroje gardzielowe / profi le specjalne / profi l ramowy > systemy studni > studnie styczne > elementy denne studni system HABA-PERFECT > studnie opuszczane startowe i odbiorcze do mikrotunelowania > odwodnienia liniowe > rury bazaltowe HABA-BETON Johann Bartlechner Sp. z o.o. ul. Niemiecka 1 Olszowa PL Ujazd telefon +48/77/ styczeń - luty 1 / 2010 [24] 29

5 Geoinżynieria MOSTY Rys. 4. Schemat realizacji mostu i estakad PODPORY MONTAŻOWE Zastosowano 3 rodzaje podpór montażowych: stalowe podpory z rur stalowych osadzone na żelbetowych płytach opartych na wierconych palach Wibrex średnicy 600 mm (fot. 7); podpory te wykonano na otwartym terenie, suchym; stalowe podpory z wbijanych rur stalowych φ508 mm; to Fot. 6. Widoki placu budowy sierpień 2009 rozwiązanie zastosowano w przypadku podpór usytuowanych w nurcie Odry (fot. 7b); stalowa konstrukcja wsporcza dla przekroczenia strefy śluz. Fot. W. Kluczewski STANOWISKA WYTWÓRCZE Stanowiska wytwórcze ST1, ST2 i ST3 wykonano według tych samych założeń, z tym że ST1 ma konstrukcję rozbieralną pozwalającą na poprzeczne jego przestawienie (fot. 8). URZĄDZENIA TRAKCYJNE Zastosowano typowe urządzenia trakcyjne, stosowane uprzednio na estakadzie Gądowskiej [3] czy na obiektach węzła Czerniakowska [8]. Są to: konstrukcje oporowe złożone ze stałych podpór mostu lub Fot. 7. Podpory tymczasowe: a) stosowane na terenie suchym, b) w korycie Odry estakady wzmocnionych stalowymi zastrzałami; do słupów podpór zamocowano poprzeczną belkę oporową; awanbeki długości do 27 o typowej konstrukcji; łożyska ślizgowe i ograniczniki przesuwu bocznego; orczyki służące do zaczepienia lin wyciągowych. Konstrukcję z form wyciągano za pomocą dwóch siłowników. Fot. 8. Widoki stanowisk wytwórczych ustroju nośnego: a) ST1, b) ST2 WYTWARZANIE SEGMENTÓW Produkcja segmentów estakad i mostu głównego przebiega w czterech podstawowych fazach. 30 styczeń - luty 1 / 2010 [24]

6 MOSTY Geoinżynieria styczeń - luty 1 / 2010 [24] 31

7 Geoinżynieria MOSTY podwieszenia przedstawiono na rys. 5, a podporowych na rys. 6. Fot. 9. Konstrukcje oporowe: a) dla nasuwania E3; b) M2 PODWIESZENIE KONSTRUKCJI MOSTU Po zakończeniu prac związanych z kształtowaniem i sprężeniem ustroju nośnego zostanie on podwieszony do pylonu. Podwieszenie będzie realizowane metodą na długość według specjalnej procedury [4]. układanie prefabrykatów bocznych; betonowanie płyty dolnej i środników; betonowanie płyty górnej; napięcie kabli centrycznych i wysunięcie segmentu. Czas wykonania jednego segmentu wynosi od 9 do 14 dni. Po nasunięciu konstrukcji wykonywane będą dodatkowe prace związane z uzupełniającym betonowaniem niektórych elementów (np. segmentów łącznikowych w estakadach, pogrubienie płyty dolnej, itp.) oraz osadzaniem dolnych zakotwień want w moście. Następnie zostanie zainstalowane i napięte zewnętrzne sprężenie docelowe. Sposób kształtowania ustroju nośnego mostu M2 w strefach Fot. 10. Budowa estakady E3 ZAKOŃCZENIE Stan realizacji ustrojów nośnych estakady E3 i mostu M2 z początku września 2009 roku prezentują fot. 10 i 11. Budowa mostu w ciągu AOW jest procesem trudnym i zło- Rys. 5. Kształtowanie ustroju nośnego mostu w strefie podwieszenia Rys. 6. Kształtowanie ustroju nośnego mostu w strefach podporowych (nad podporami P13, P14 i P15). 32 styczeń - luty 1 / 2010 [24]

8 MOSTY Geoinżynieria żonym zarówno pod względem technicznym jak i organizacyjnym. Na wiarygodne podsumowanie tego procesu trzeba poczekać do zakończenia budowy. Referat wygłoszono w trakcie Konferencji Wrocławskie Dni Mostowe Obiekty mostowe na autostradach i drogach ekspresowych LITERATURA [1] Biliszczuk J. + zespół: Most podwieszony w ciągu Autostradowej Obwodnicy Wrocławia projekt. Seminarium Wrocławskie Dni Mostowe Obiekty mostowe na autostradach i drogach ekspresowych, Wrocław listopada [2] Biliszczuk J., Onysyk J., Sadowski K., Barcik W., Prabucki P., Rudze J., Szczepański J., Sułkowski M.: Obiekty mostowe w ciągu Autostradowej Obwodnicy Wrocławia. Inżynieria i Budownictwo, nr 1-2/2008. [3] Biliszczuk J., Onysyk, Węgrzyniak M., Prabucki P., Rudze J., Szczepański J.: Rozwiązania konstrukcyjne zastosowane w projekcie estakady w ciągu Obwodnicy Śródmiejskiej Wrocławia. Inżynieria i Budownictwo, nr 9/2002. [4] Biliszczuk J.: Mosty podwieszone. Projektowanie i realizacja. Arkady, Warszawa [5] Czkwianianc A., Pawlica J., Walendziak R.: Technologia Fot. 11. Budowa mostu M2 betonowania fundamentu pod pylon mostu przez rzekę Odrę w ciągu autostrady A8. Seminarium Wrocławskie Dni Mostowe Obiekty mostowe na autostradach i drogach ekspresowych, Wrocław listopada [6] Dembicki E., Cudny M., Krasiński A.: Opracowanie sposobu posadowienia podpory P14 pylonu mostu podwieszonego w ciągu AOW (A8) nad rzeką Odrą we Wrocławiu. Przedsiębiorstwo GEOSYNTEX Gdynia, Październik [7] GÖhler B., Pearson B.: Incrementally Launched Bridges. Design and Construction. Ernst&Sohn. Berlin [8] Guide de ponts poussés. AFGC. Presses Pontes et chausses. Paris [9] Stańczyk A.: Technologia budowy pylonów mostu Siekierkowskiego. Inżynieria i Budownictwo, nr 1/2002. [10] Stańczyk A.: Technologia budowy pylonów mostu Siekierkowskiego. Inżynieria i Budownictwo, nr 1/2002. styczeń - luty 1 / 2010 [24] 33