VII Ogólnopolska Konferencja Mostowców Konstrukcja i Wyposażenie Mostów

Transkrypt

1 VII Ogólnopolska Konferencja Mostowców Konstrukcja i Wyposażenie Mostów Paweł GUC 1 Jarosław LEMAŃCZYK 2 Wisła, maja 2015 r. BUDOWA MOSTU DROGOWEGO MD7 PRZEZ RZEKE DUNAJEC W CIĄGU OBWODNICY NOWEGO SĄCZA (ŁĄCZNIK POMIĘDZY DK28 A DK75) Artykuł przedstawia projekt i budowę mostu drogowego na rzece Dunajec w ciągu obwodnicy Nowego Sącza. Omówiono szczegóły dotyczące geometrii konstrukcji oraz zastosowaną technologię budowy, która wykorzystywała zarówno nasuwanie podłużne jak i betonowanie nawisowe głównego przęsła nurtowego. 1. Opis realizowanego obiektu i założenia Budowany obiekt MD 7 stanowi część zadania polegającego na budowie obwodnicy łączącej DK 75 od (skrzyżowania ul. Tarnowskiej z ul. Witosa) do ul. Marcinkowickiej w granicach Miasta Nowy Sącz przełożenie DK 28. Most MD7 to obiekt 15 przęsłowy o zmiennej rozpiętości przęseł i całkowitej długości 878 m. Składający się z dwóch ustrojów nośnych ciągłych o przekroju skrzynkowym. Pierwszy z nich to estakada dł. 541 m realizowana na rusztowaniach ciężkich w trzech pierwszych przęsłach ustroju nośnego (ze względu na łuk pionowy i w technologii nasuwania podłużnego dla kolejnych przęseł obiektu. Rozpiętości dla poszczególnych przęseł tych od przyczółka A do podpory K1 kształtują się następująco 46,00m+56,00mx2+55,55m+55,52mx5+46,00m. Zastosowany tutaj rozstaw podpór uzależniony był od przeszkód terenowych min od: - torów kolejowych na niewielkim nasypie linii nr 104 Chabówka Nowy Sącz - ulicy Dunajcowej - wałów przeciwpowodziowych rzeki Dunajec Na odcinku podpór A-C nad linią kolejową obiekt zaprojektowano w łuku pionowym R=300m ze zmienną wysokością konstrukcyjną skrzynki H skrzynki -2,5 do 3,4m.Za podporą C obiekt przechodził w spadek jednostajny 0,6% od długości 438 m w kierunku Dunajca oraz w łuk poziomy R=1000m.Na tym odcinku pomiędzy podporami C do K1 zdecydowano o realizacji obiektu w technologii nasuwania 1 Kierownik budowy PUT Intercor Sp. z o.o. 2 Mistrz budowy na odcinku nasuwania podłużnego PUT Intercor Sp. z o.o. 359

2 podłużnego przy stałej wysokości przekroju skrzynkowego, bez podpór tymczasowych Technologia ta przez firmę Intercor stosowana była już wcześniej min podczas realizacji obiektu WS5 na obwodnicy Bielska Białej w ciągu drogi ekspresowej S69. Pozostała część obiektu MD7 również o ustroju ciągłym (337mb) to przęsła zalewowe i nurtowe o rozpiętościach 60,00m+110,00m+60,00m+53,70m+51,20m pomiędzy podporami K2-P.Przęsło L-M nurtowe nad rzeką Dunajec realizowane jest w technologii nawisowej a pozostałe przęsła tej części mostu na rusztowaniach ciężkich podpartych na podporach tymczasowych z klatek ZBM 90 dla których fundamentem była konstrukcja wykonana z wbitych w grunt rur stalowych. Są to przęsła balastowe przy nurtowe oraz 2 przęsła w terenie zalewowym nad wałami przeciwpowodziowymi i drogą dojazdową D5 na prawym brzegu rzeki).na odcinku pomiędzy podpora K2 a przyczółkiem P obiekt zaprojektowano ze spadkiem jednostajnym 0,6%, na prostej, wysokość konstrukcyjna skrzynki zmienna H skrzynki 3,4 do 6,0m dla przęsła nurtowego i przęseł przynurtowych, dla pozostałych przęseł nad terenem zalewowym H skrzynki -od 3,4 do 2,5m 360

3 Przy planowaniu technologii realizacji obiektu MD7 będącego na ścieżce krytycznej harmonogramu dyrektywnego dla całej budowy obwodnicy Nowego Sącza (podpisanie umowy pomiędzy inwestorem MZD Nowy Sącz a firmą PUT Intercor sp. z o.o. odbyło się w dniu 30 styczeń 2014 r uprawomocnienie się pozwolenia na budowę miało miejsce w dniu 14 lutego 2014 oraz terminem końcowym określonym w umowie na 30 lipca 2015 r. ) zdecydowano o realizacji 878m mostu ze względu na charakter przeszkód, jego dość skomplikowaną geometrię oraz uwarunkowania czasowe harmonogramu w trzech różnych technologiach: -budowa ustrojów nośnych na rusztowaniach stacjonarnych typu ciężkiego dźwigary stalowe IN550, z wykorzystaniem klatek ZBM 90 jako podpór tymczasowych opartych na gruncie za pośrednictwem płyt drogowych (przęsło AB i OP), na monolitycznych ławach fundamentowych na palach jetgroutingowych (przęsło nadtorowe BC ze względu na konieczność wykonania podpór na będącym w słabym stanie technicznym torowisku i nasypie kolejowym ) oraz na rurach stalowych wbitych w grunt (w przęsłach KL, MN i NO) łącznie około 340mb - budowa ustroju nośnego w przęśle nurtowym metoda nawisową -110mb - budowa ustrojów nośnych metodą nasuwania podłużnego bez podpór pośrednich pomiędzy podporami D do K2 (396mb), segmenty od nr 1 do nr 14 oraz segment nr 15 (32mb) wykonanym bezpośrednio na wytwórni co stanowiło prawie połowę rozpiętości obiektu MD7 W opracowaniu referacie przedstawione zostały uwarunkowania, które wpłynęły na wybór koncepcji nasuwania podłużnego dla części obiektu MD7 dł.396 mb (14 segmentów po około 28-30m) pomiędzy podporami D i K2 jako technologii koniecznej do terminowego wykonania zadania. 2. Projekt technologiczny, firmy uczestniczące w projektowaniu założone rozwiązania w zakresie sprężania W opracowaniu technologii nasuwania uczestniczyły następujące biura projektów: - MP Mosty Sp. z o.o. z Krakowa mgr inż. Mateusz Zalewski-posadowienie, podpory, sprężenie zewnętrzne segmentów nasuwanych, oraz przęsła obiektu w technologii nawisowej i rusztowaniach - Zakład Nowych Technologii i Wdrożeń Inmost Sp. z o.o. z Gliwic mgr inż. Piotr Gosławski sprężenie centryczne segmentów nasuwanych i urządzenia technologiczne - P.B.I Mosty Skoczów mgr inż. Wojciech Kałuża urządzenia technologiczne współpraca przy projektowaniu sprężenia centrycznego - BBR Polska Sp. z o.o. współpraca przy projektowaniu min. dostosowanie rozwiązań projektu do wybranego systemu sprężenia BBR jak i realizacja sprężenia w warunkach budowy mgr inż. Tomasz Borsz - DOKA Polska Sp. z o.o. mgr inż. Dariusz Tatarek projekt rusztowania i deskowania wykonanego na wytwórni umożliwiającego opuszczanie za pomocą siłowników krążyn formujących środniki i wsporniki oraz umożliwiających przejazd deskowania wewnętrznego płyty górnej z segmentu już uformowanego na segment z zabetonowaną płytą dolną i środnikami Na całej długości realizowanego obiektu metodą nasuwania przyjęto przekrój skrzynkowy o pionowych środnikach o stałej wysokości H skrzynki =3,4m, ze zmiennej długości wysięgami wsporników w celu lepszego wpasowania się konstrukcją nasuwaną w podpory których usytuowanie ze względów formalnych nie mogło być zmienione jak i w obiekt budowany na rusztowaniach. Sprężenie centryczne technologiczne nasuwu rozmieszczono w środnikach (kable 22 splotowe), oraz w płycie górnej kable (22 splotowe) jak i w płycie dolnej w specjalnie wykształtowanych półkach (kable 22 splotowe i 15 splotowe). 361

4 Trasy kablowe typowych dla nasuwania kabli z założenia kształtowane były jako kable sprężane na przemiennie w co drugim segmencie, trasy kabli środnikowych zaprojektowano na połączeniach łącznikowych sprężanych w każdym pojedynczym segmencie Docelowe sprężenie uciąglające - trapezowe wykonano jako zewnętrzne stosując po 2 kable 22 splotowe na środnik skrzynki, odginane dewiatorami przęsłowymi i podporowymi Z założenia takie wykształtowanie sprężenia centrycznego jak i uciąglającego miało pomóc w osiągnięciu podczas realizacji założonego tygodniowego cyklu wykonania i nasunięcia jednego segmentu. 362

5 3. Urządzenia i technologia wykonania Ze względu na geometrię obiektu (łuk pionowy nad torami kolejowymi linii nr 104 Chabówka Nowy Sącz) i jego przejście na odcinku przęsła CD w jednostajny spadek o nachyleniu 0,6% zdecydowano na usytuowanie tak zwanej wytwórni pomiędzy podporami C i D. Geometria ustroju wymuszała tam lokalizację wytwórni, inaczej niż zwykle za przyczółkiem ale jak w naszym przypadku w połowie rozpiętości pomiędzy podporami gdzie bieżnie wytwórni znajdowały się na wysokości około 8,8m nad p.t. Konstrukcja wytwórni została posadowiona na palach betonowych, zwieńczonych ławami fundamentowymi żelbetowymi. Konstrukcję wytwórni zrealizowano w lipcusierpniu 2014 r w postaci tarcz o wysokości konstrukcyjnej 2,8m z otworami na siłowniki i dźwigary stalowe stanowiące ruchomy ruszt górny, oraz słupów i rygli żelbetowych o przekrojach odpowiednio słupy 1,2mx0,6m rygle poziome 1,0mx0,6m, na których opierał się ruszt dolny stały z dźwigarów stalowych służących do obsługi siłowników pod rusztem górnym Dodatkowo do obsługi technologicznej nasuwania wykonano wzmocnienie podpory D, na której umieszczono urządzenie do nasuwania EBERSPAECHER AH 317 (siłą pchająca 9120 t, siła hamująca 4290t, siła podnosząca 2200t) będące własnością firmy Intercor. Wzmocnienie szkic poniżej, polegało na wykonaniu dwóch żelbetowych przypór tymczasowych o przekroju poprzecznym 1,2m x1,2m doprężonych do podpory D za pomocą prętów sprężających SAS Ø36mm w ilości 7 szt na przyporę, zastrzałów z rur stalowych zamontowanych do podpory i ławy fundamentowej na kotwach Ø25mm,oraz konstrukcji stalowej służącej do oparcia urządzenia nasuwczego również sprężonych prętami sztywnymi. 363

6 W celu wyciągnięcia pierwszego segmentu nasuwanego zrealizowanego na wytwórni do którego doprężono za pomocą prętów sztywnych sprężających SAS Ø47mm (w ilości 44szt.) awanbek długości 30m będący również własnością firmy Intercor, konieczne było wykonanie podpory tymczasowej Nr 1,w połowie rozpiętości pomiędzy podporą D i E. Awanbek został dostosowany do rozstawu osiowego środników skrzynki, wynoszącego 7,05m, na wytwórni konstrukcji stalowych w Zawierciu. Wykonano tam nowe stężenia poziome i pionowe na śruby sprężające i sworznie, wzmocniono styki na dźwigarach głównych awanbeka oraz wspawano dodatkowe żebra w miejscach sprężania poszczególnych segmentów awanbeka śrubami sprężającymi. Podpora tymczasowa Nr 1 wykonana została z przekrojów rurowych oczepowanych dwuteownikami stalowymi i oparta na żelbetowym fundamencie zwieńczającym pale wielkośrednicowe. Podpora ta później, w miarę realizacji kolejnych segmentów była również używana po podłożeniu w ostatnich taktach nasuwania segmentu blach stalowych, do dociskania końca wysuniętego segmentu do deskowania na wytwórni. 364

7 Podpora tymczasowa Nr 2 okazała się konieczna z powodu równoczesnego z nasuwką realizowania przęsła balastowego nawisu i zlokalizowana była w przęśle J-K1. Podczas dojazdu awanbeka do pleców segmentu K2-L. zaszła konieczność demontażu poszczególnych jego segmentów w trakcie dojeżdżania do zrealizowanego już przęsła balastowego nawisu. Dojazd awanbeka i demontaż jego elementów składowych wymusiły lokalizację tej podpory w odległości wynikającej z długości najkrótszego z jego elementów. Budowa trzonu podpory jak i fundamentu podpory tymczasowej nr 2 była wykonana identycznie jak podpory tymczasowej nr 1. Podczas nasuwania używane były łożyska ślizgowe z prowadzeniami bocznymi produkcji Wytwórni Konstrukcji Stalowych firmy Intercor, nośność łożysk nasuwczych 8MN. Kolejnym elementem technologicznym koniecznym do zachowania założonych w harmonogramie terminów realizacji była zbrojarnia służącą do wykonania prefabrykowanego szkieletu zbrojenia płyty dolnej wraz ze środnikami i osłonkami podpartymi na opórkach dla kabli sprężających. Zbrojarnia ta podobnie jak wytwórnia została wykonana na wysokości 8,8m na przedłużeniu łuku wynikającego z projektowanego łuku konstrukcji nasuwanej za pomocą ciężkich rusztowań klatki ZBM i dźwigary stalowe. Na wytwórni prefabrykatów zbrojarskich zamontowano również bieżnie z dźwigarów stalowych na których wykonane prefabrykaty o masie około 40 ton wjeżdżały w opuszczone formy krążyn deskowania na wytwórni nasuwki, za pomocą rolek stalowych i siłownika hydraulicznego poruszanego pojedynczym splotem. 365

8 Termin wykonania i sposób realizacji Budowę wytwórni rozpoczęto w lipcu 2014 roku i zakończono w sierpniu 2014r.Następnie na wykonanej już wytwórni zamontowano technologiczny ruszt dolny i ruszt górny a później zmontowano deskowania systemowe firmy DOKA Polska. Proces ten zakończono na koniec sierpnia 2014 i przystąpiono do zbrojenia pierwszego najbardziej nietypowego segmentu nr 1, a po jego wykonaniu sprężono ww. segment z awanbekiem zmontowanym na podporach tymczasowych prętami sztywnymi. Po wykonaniu i nasunięciu segmentu nr 1 (czas około 3 tygodni ze względu na bardziej skomplikowany kształt geometrii konstrukcji oraz tras kablowych), ukończono zbrojarnie a segment nr 2 zrealizowano wciągając uprzednio sprefabrykowany szkielet zbrojeniowy płyty dolnej ze środnikami i całym zamontowanym w tym szkielecie asortymentem akcesoriów sprężalniczych tj. osłonkami, opórkami i odpowietrznikami. Kolejne segmenty realizowane były w analogiczny sposób. Prace dla segmentów 2-14 trwały w cyklu 24-ro godzinnym: dzień 1 wyniki badań betonu decyzja dotycząca sprężania kabli centrycznych, nasunięcie segmentu zabetonowanego w poprzedniej fazie, ustawienie krążyn wytwórni, wciągnięcie szkieletu zbrojarskiego (płyta dolna i środniki) wraz z osłonkami wykonanego na zbrojarni następnie wciągnięcie splotów w osłonki kabli w środników i płycie dolnej rozpoczęcie deskowania wewnętrznego środnika i dewiatorów: - dzień 2 zakończenie deskowania środników i betonowanie płyty dolnej wraz ze środnikami rozpoczęcie około godz dzień 3 rozdeskowanie środników oraz opuszczenie i wyciągnięcie po konsolach deskowania płyty górnej z segmentu wykonanego w poprzedzającej fazie, rozpoczęcie zbrojenia płyty górnej - dzień 4 zakończenie zbrojenia, montaż osłonek, wciągnięcie splotów i betonowanie płyty górnej najczęściej około godziny 15 po południu

9 - dzień 5 rozszalowanie pionowych zastawek wsporników, pielęgnacja wilgotnościowa, czyszczenie i smarowanie deskowań wewnętrznych środników - dzień 6 i dzień 7 dojrzewanie betonu Dlatego przy tak zorganizowanej pracy brygad roboczych możliwe stało się osiągnięcie założonych w harmonogramie 7 dniowych cyklów realizacji dla segmentów nasuwanych. W tabelce poniżej przedstawione terminy realizacji poszczególnych segmentów. Postęp prac podczas realizacji MD7 metodą nasuwania podłużnego Czas Ilość Rozpoczęcie Zakończenie Nr segmentu realizacji betonu prac prac [dni] [m3] Stal zbrojeniowa [kg] Długość segmentu [m] Uwagi Segment nr segment startow y Segment nr segment zbrojony na w ytw órni Segment nr póżne uzyskanie przez beton w ytrzymałości Segment nr segment zbrojony na zbrojarni Segment nr segment zbrojony na zbrojarni Segment nr segment zbrojony na zbrojarni Segment nr aw aria elektrozaw oru +budow a namiotu Segment nr segment zbrojony na zbrojarni+namiot Segment nr segment zbrojony na zbrojarni+namiot Segment nr segment zbrojony na zbrojarni+namiot Segment nr przerw a św iąteczna segment zbrojony na zbrojarni+namiot Segment nr segment zbrojony na zbrojarni+namiot Segment nr segment zbrojony na zbrojarni+namiot Segment nr RAZEM segment zbrojony na zbrojarni+namiot+dojazd do istniejącego segmentu Ostatni 14-nasty segment wykonany został trochę nietypowo w porównaniu do pozostałych ponieważ zrealizowano go normalnie w cyklu tygodniowym tylko sam proces nasuwania trwał dłużej (ze względu na konieczność demontażu wszystkich stężeń i 4 segmentów składowych awanbeka) i rozdzielony został na 5 etapów: - dojazd awanbeka do konstrukcji przęsła K2-L i demontaż każdej z jego części po zakończeniu odpowiadającej jej długości części dojazdu konstrukcji 4 etapy nasuwania odpowiednio (9,25m+2x8,25m+4,75m) wynikającej z długości poszczególnych części awanbeka - na koniec dojazd konstrukcji skrzynki po zdemontowaniu awanbeka ostatnie 4,75 mb Po zakończeniu operacji nasuwania wymieniono łożyska z nasuwczych na łożyska docelowe i zrealizowano już bezpośrednio na tarczy wytwórni ostatni 15 segment dł.32mb 5. Podsumowanie Realizacja obiektu mostowego lub jego części w technologii nasuwania podłużnego to ostatnio dość popularna metoda budowy stosowana głównie dla przekrojów skrzynkowych. Pozwala ona nadać realizacji duże tempo postępu robót ale wymaga również 24-ro godzinnego cyklu pracy brygad roboczych, dużego zaangażowania personelu technicznego, odpowiedniej jakości wykonania tras kablowych i wbudowywania mieszanki betonowej, a także żeby była ona opłacalna z punktu widzenia firmy realizującej takie zadanie, dużego usprzętowienia (łożyska nasuwcze, awanbek, urządzenia trakcyjne, deskowanie) co wiąże się z poniesieniem dużych nakładów finansowych na starcie inwestycji min: budowa wytwórni, wypożyczenie specjalistycznego deskowania, które w trakcie realizacji kolejnych segmentów jeśli przebiega on prawidłowo potrafią się zwrócić z nawiązką. Firma Intercor w swoich zasobach sprzętowych z poprzednich realizacji posiadała praktycznie wszystkie urządzenia potrzebne do budowy obiektu MD7 metodą nasuwania co pozwoliło jej na dodatkowe obniżenie kosztów wykonania tego zakresu robót. Dodatkowym bonusem wynikającym z przyjęcia tej metody 367

10 było wykonanie 400m części obiektu w terminie wrzesień 2014 styczeń 2015 co dawało średnie tempo realizacji obiektu około 110mb na miesiąc i pozwalało znacząco ograniczyć koszty robocizny do m3 betonu. THE CONSTRUCTION OF ROAD BRIDGE OVER DUNAJEC RIVER ALONG NOWY SACZ RING ROAD The article presents the design and construction of a road bridge over Dunajec River along Nowy Sacz ring road. The geometry of the structure and used technology are discussed. The erection methods used both incremental launching and cantilever technology in case of main river span. 368