Estakada Klecińska nad linią kolejową we Wrocławiu

Transkrypt

1 m o s t y r e a l i z a c j e Sławomir Biegański Roman Hoffner Biuro Projektowo-Konsultingowe BPK Mosty SC Michalina Węgrzynowska Płockie Przedsiębiorstwo Robót Mostowych SA, Oddział w Poznaniu Jarosław Anioła Płockie Przedsiębiorstwo Robót Mostowych SA Estakada Klecińska nad linią kolejową we Wrocławiu Pierwszą część południowego odcinka oddano w 1984 r. W latach wykonano odcinek zachodni obwodnicy od ul. Szwajcarskiej do ul. Osobowickiej z estakadą Gądowską i mostem Milenijnym nad rzeką Odrą. Pomiędzy zrealizowanymi odcinkami obwodnicy pozostała luka 2 km odcinek ul. Klecińskiej z estakadą nad linią kolejową Wrocław Jelenia Góra. Budowa tego odcinka, zrealizowana w latach , wypełniła tę lukę i poprawiła funkcjonowanie układu komunikacyjnego w tym obszarze Wrocławia. Projekt W 1999 r. powstał projekt wykonania kolejnego etapu Obwodnicy Śródmiejskiej od ul. Grabiszyńskiej do ul. Legnickiej, opracowany przez Biuro Studiów i Projektów Komunikacji i Inżynierii Miejskiej BIPROKSIM we Wrocławiu, a w branży mostowej dla estakady Klecińskiej przez Biuro Projektowo-Konsultingowe BPK Mosty SC z Wrocławia. Z realizacji został wyłączony 2 km odcinek z estakadą Klecińską ze względu na problemy z wywłaszczeniem części terenów. Odcinek ten stanowi ostatni fragment W latach 60. Obwodnica Śródmiejska Wrocłatwia znalazła się w miejskim ogólnym planie zagospodarowania przestrzennego, jak również w studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego miasta. Planowana trasa o długości 33 km przebiegać miała w promieniu ok. 5 km od rynku, okrążając centralne dzielnice. Przewidziana została jako droga dwujezdniowa o klasie głównej ruchu przyspieszonego (GP). Planowany przebieg Obwodnicy Śródmiejskiej (stan realizacji koniec 2003 r.) 51

2 2. 2. Przekrój poprzeczny nad linią kolejową 3. Widok estakady w planie faza I ograniczający swoim przekrojem poprzecznym przepustowość południowo-zachodniego odcinka Obwodnicy Śródmiejskiej. Aktualizację projektu dla tego fragmentu wykonanało w 2003 r. Biuro Projektowo-Konsultingowe BPK Mosty SC, na zlecenie Zarządu Dróg i Komunikacji we Wrocławiu. Ulica Klecińska usytuowana jest w południowo-zachodniej części Wrocławia i krzyżuje się w poziomie z linią kolejową nr 274 Wrocław Jelenia Góra Zgorzelec. Na odcinku objętym projektem jest ulicą jednojezdniową o szerokości ok. 7 m. Po obu stronach znajdują się pobocza chodniki o szerokości ok. 1 m. Po stronie północnej linii kolejowej usytuowane są ogródki działkowe, natomiast po stronie południowej zakłady FAT i ELWRO. Jednym z czynników decydujących o rodzaju zaprojektowanej konstrukcji było ukształtowanie istniejącego układu komunikacyjnego oraz projektowanego planu, profilu i przekroju drogowego. Estakadę zaprojektowano na klasę A obciążenia (kategoria obciążenia ruchem KR6). Obiekt stanowią dwie oddzielne dla poszczególnych jezdni 17-przęsłowe konstrukcje ciągłe w układzie dwudźwigrowym, zwieńczonym płytą pomostową. Długość całkowita obiektu dla nitki zachodniej wraz z murami oporowymi nr 1 i nr 3 wynosi 493 m, a dla nitki wschodniej z murem oporowym nr m. Dźwigary główne o zarysie trapezowym usztywniono nad podporami poprzecznicami. Szerokość całkowita estakady (zewnętrzne krawędzie przęseł) wynosi 31,38 m, natomiast szerokość przęseł jednej nitki 11,73 m, która przeprowadza dwa 3,5-metrowe pasy ruchu. Wewnętrzna przestrzeń pomiędzy konstrukcjami przęseł o szerokości 7,92 m stanowi rezerwę pod estakadę dla przyszłej linii tramwajowej. Obiekt posiada 3-segmentowe (zdylatowane) konstrukcje przyczółków oraz oddzielne konstrukcje podpór pośrednich słupów. Przewidziano posadowienie bezpośrednie w przypadku przyczółków oraz pośrednie na palach wielkich średnic w przypadku podpór pośrednich. Trudnym zadaniem na etapie projektowania była skomplikowana geometria układu drogowego (łuk poziomy o R = 250 m dla osi trasy z krzywymi przejściowymi L = 60 m, łuk pionowy, zmienne spadki poprzeczne i = 6%), w który należało wpasować estakadę. Kolejnym ograniczeniem narzuconym projektantowi był wymóg małej wysokości konstrukcyjnej ustroju nośnego, uwarunkowany od góry profilem projektowanej 3. 52

3 m o s t y r e a l i z a c j e 4b. 4a. drogi od dołu skrajnią budowli linii kolejowej, przebiegającej pod estakadą. Ostatecznie wyniosła: 1,42 m na odcinku prostym oraz 1,45 m (nitka zachodnia) i 1,49 m (nitka wschodnia) dla odcinków ustroju w łuku poziomym. Przyjęta wysokość konstrukcyjna miała wpływ na rozstaw podpór pośrednich, który wynosił na odcinku prostym 18 m, a na łuku 18,9 m (nitka zachodnia). Z uwagi na przewidzianą w ogólnym planie zagospodarowania przestrzennego budowę drogi szybkiego ruchu, która przebiegać miała w bezpośrednim sąsiedztwie linii kolejowej, w środkowej części estakady zaprojektowano dla każdej nitki cztery podpory usytuowane równolegle do torów. Na odcinkach przyległych, w obrębie łuku poziomego i krzywych przejściowych, układ podpór jest wachlarzowy. Projekt wykonawczy estakady opracowano na zlecenie wykonawcy i realizowano w systemie projektuj i buduj. Dokumentacja dostarczana była na budowę sukcesywnie w trakcie realizacji robót. Realizacja Wykonawcą estakady jest Płockie Przedsiębiorstwo Robót Mostowych SA. Zadanie inwestycyjne podzielono na dwie zasadnicze fazy. W zakresie robót mostowych faza I dotyczyła nitki zachodniej i polegała na wykonaniu murów oporowych nr 1 i 3, przyczółków (po 2 segmenty pod nitkę zachodnią i trasę tramwajową), podpór pośrednich wraz z fundamentami, konstrukcji przęseł estakady, nasypów na dojazdach oraz ułożenia nawierzchni drogowej obejmującej budowę estakady dla jezdni wschodniej z murem oporowym nr 2. Ruch drogowy prowadzony był po istniejącej ul. Klecińskiej. Po wykonaniu robót w fazie I ruch drogowy został skierowany na nitkę zachodnią co umożliwiło przystąpienie do fazy II. Nitkę zachodnią estakady dopuszczono do ruchu r. a tym samym zakończono fazę I. Budowa estakady została zakończona r. dopuszczeniem do ruchu nitki wschodniej. Dalsza część artykułu opisuje sposób wykonania i przyjęte rozwiązania technologiczne dla wykonanej części robót. Prace rozpoczęto od wbicia ścianek szczelnych przy przebudowywanej magistrali wodociągowej. Następnie przystąpiono do robót palowych i budowy słupów podpór pośrednich. Równolegle rozpoczęto wykonywanie muru oporowego nr 3 oraz 2 segmentów przyczółka P2 (od strony ulicy Grabiszyńskiej). Kolejno wykonano dwa segmenty przyczółka P1 z murem oporowym nr 1 i przystąpiono do prac związanych z konstrukcją nośną przęseł. Ze względu na krótki czas realizacji zadania oraz wymagany termin otwarcia dla ruchu nitki zachodniej wszystkie prace wykonywano niemalże równolegle. Jednocześnie w fazie I inwestycji wykonywano prace związane z budową nitki wschodniej nie kolidujące z dotychczasową ul. Klecińską, po której prowadzony był ruch drogowy. Umożliwiło to wykonanie w tym miejscu pali, podpór słupowych, ułożenie rusztowania oraz deskowania. Rozpoczęto również montaż zbrojenia. Po oddaniu do eksplatacji nitki wschodniej przystąpiono do realizacji fazy II inwestycji. 5a. 4 a,b. Zbrojenie oczepów pali 5 a,b. Słupy podpory pośrednie 6 a, b. Przejście bramowe nad linią kolejową, rusztowanie pod konstrukcją 6a. 6b. 53 5b.

4 7a. 7b. 8. 9a. 9b. 7 a, b. Przejście z prefabrykowanego gzymsu w monolityczny, prefabrykowane deski gzymsowe 8. Rusztowanie dla fragmentu nitki wschodniej 9 a, b. Widok estakady od ulicy Grabiszyńskiej 54 Posadowienie W opisywanym obiekcie występują dwa rodzaje posadowienia. Posadowienie pośrednie wykonano na palach wierconych w osłonie stalowej o średnicy 1200 mm, z betonu B30 na kruszywie naturalnym. Długość pali była jednakowa i wynosiła 10 m. Dostosowana została do warunków gruntowych, czyli do poziomu zalegania warstwy geotechnicznej I c półzwartej gliny piaszczystej. Rzeczywiste warunki gruntowo-wodne, z małymi wyjątkami, nie odbiegały od przewidzianych w dokumentacji projektowej, ale wysokie zwierciadło wody gruntowej, które stabilizowało się na poziomie od 0,5 m do 2,6 m, grunt nieprzepuszczalny, ciepła zima powiązana z częstymi opadami deszczu i odległym punktem zrzutu wody, stanowiły poważny problem. Pale zwieńczone zostały oczepem w kształcie tzw. kości. Na oczepach usytuowano podpory słupowe. Na słupach wykonano ciosy podłożyskowe, na których zamocowano łożyska. Posadowienie bezpośrednie realizowano na podłożu stabilizowanym cementem o grubości około 30 cm, następnie warstwa podbetonu grubości 15 cm, na którym posadowiona została ława fundamentowa przyczółka. Konstrukcję wykonano z betonu B30 na kruszywie bazaltowym. Ustrój nośny technologia wykonania Ustrój nośny przęseł estakady podzielony został na cztery części. Rusztowanie zajęło niemal całkowicie powierzch- nie pod tą konstrukcją, z wyjątkiem przestrzeni nad dwutorową linią kolejową i nad ulicą Petuniową, gdzie rusztowanie zostało wykonane w formie przejścia bramowego. Umożliwiło to utrzymanie ciągłości ruchu kolejowego oraz transportu samochodowego na budowie. Dla przeprowadzenia pieszych wykorzystano przerwę w rusztowaniu ustroju nośnego usytuowaną pomiędzy podporami F-9 i F-10. Przy montowaniu zbrojenia utrudnienie sprawiało usytuowanie odwodnienia, które przechodziło przez płytę i belkę. Wykonanie deskowania i rusztowania pod skomplikowany układ przestrzenny ustroju nośnego warunkowane było szczegółowym wyznaczeniem przez projektanta współrzędnych X, Y, Z kształtujących zmienne położenie przekroju poprzecznego przęseł na ich długości. Konstrukcja nośna wykonana została z betonu B30 na kruszywie bazaltowym. Betonowanie elementów prowadzono warstwami: dźwigary cztery warstwy po około 25 cm, płyta pomostowa jedna warstwa na pełną wysokość 25 cm. Do zbrojenia mocowane były wsporniki do oparcia prowadnic pod łaty wibracyjne. Utrudnieniem przy wibrowaniu betonu było duże zagęszczenie zbrojenia w niektórych dolnych partiach belek. Przerwy robocze zlokalizowano w strefach występowania momentów zerowych określonych przez projektanta. Odcięcie betonu uzyskano, wykorzystując specjalnie do tego przeznaczone siatki ocynkowane. Pielęgnacja betonu wykonywana była w sposób tradycyjny.

5 m o s t y r e a l i z a c j e Literatura 1. Projekt Wykonawczy Estakady nad linią kolejową Wrocław Jelenia Góra w ciągu ul. Klecińskiej we Wrocławiu. Biuro Projektowo-Konsultingowe BPK Mosty SC. 2. Budowa i Budowniczowie Estakad Gądowskich we Wrocławiu. Praca zbiorowa. Wrocław Założenia realizacji inwestycji. 4. Specyfikacja techniczna. Branża mostowa. Biuro Projektowo-Konsultingowe BPK Mosty SC. 5. Wyniki próbnego obciążenia metodą dynamiczną PAL nr F16-2. PMC Polska Sp. z o.o. 10. Wyposażenie Na obiekcie przewidziano dwuwarstwowe nawierzchnie z betonu asfaltowego o grubości 10 cm. Na chodnikach wykonano nawierzchnie z żywic epoksydowo-poliuretanowych. Przewidzano odwodnienie grawitacyjne. Odbiór wody opadowej zapewniony został przez wbudowane w konstrukcje wpusty mostowe oraz zamocowane pod ustrojem nośnym kolektory zbiorcze. Dla jednej nitki przewidziano 36 łożysk soczewkowych zapewniających pełną możliwość realizacji przemieszczeń konstrukcji nośnej przęseł, charakteryzujących się jednocześnie małym współczynnikiem tarcia, szczelnością, a przede wszyskim małą wysokością konstrukcyjną. Dylatacje podłużne konstrukcji nośnej obiektu usytuowano na obu przyczółkach. Dla obliczonych przesuwów dobrano dylatacje modułowe o dopuszczalnym zakresie przemieszczenia wynoszącym 130 mm. Przyczółki podzielono na trzy segmennty. W pierwszej fazie wykonano dwa: segment skrajny dla jezdni drogowej zachodniej i segment środkowy pasa rozdziału (dla perspektywicznej nitki tramwajowej). Pomiędzy segmentami wykonano dylatację pionową ustytuowaną 3,5 m od osi trasy. Na obiekcie wykonano dwa typy barier energochłonnych: stalową barierę przekładkową SP-O6/M oraz barieroporecz typu sztywnego. Przewidziano również typowe balustrady aluminiowe dla ruchu pieszego. W strefie torów linii kolejowej obiekt wyposażono w osłony prze- ciwporażeniowe. Dla słupów oświetleniowych typu S-100 wykonano wykusze w gzymsach kap chodnikowych, słupy mocowano za pomocą śrub kotwiących. Przyjęte rozwiązania Z uwagi na krótki termin wykonania i przekazania obiektu inwestorowi zastosowano pewne rozwiązania umożliwiające przyspieszenie robót. Jednym z nich było zastosowanie w miejsce monolitycznych gzymsów polimero- -betonowych desek gzymsowych, co w dużym stopniu uprościło i przyspieszyło prace. Prefabrykaty polimerobetonowe stanowiły łącznie z krawężnikami granitowymi tracone deskowanie dla kap chodnikowych, a równocześnie docelową elewację gzymsów. Różnicę wysokości desek gzymsowych przęseł (45 cm) i monolitycznych gzymsów murów oporowych (35 cm) zgubiono na odcinkach krótkich skrzydeł równoległych przyczółków. Po ulicy Klecińskiej do momentu otwarcia nitki zachodniej cały czas prowadzony był ruch. W niewielkim fragmencie omijała ona również nitkę wschodnią. Umożliwiło to wykonanie w tym miejscu pali, podpór słupowych ułożenie rusztowania oraz deskowania. Rozpoczęto również montaż zbrojenia. Wszystkie prace wykonywane były według ściśle określonego harmonogramu. Podczas części prac dotyczących fazy I zostały one tak zsynchronizowane, aby wszystkie 10, 11. Widok estakady od ulicy Grabiszyńskiej 55

6 możliwe etapy, czyli palowanie, wykonanie przyczółków, rusztowanie, deskowanie i montowanie zbrojenia, wykonywać niemal jednocześnie. Wymagało to większego nakładu sił, czyli dużej liczby pracowników, materiałów i sprzętu. Podczas budowy estakady wprowadzono kilka rozwiązań zamiennych, takich jak: zmianę poręczy stalowej na poręcz aluminiową F90VP, zmianę krawężnika polimero-betonowego na krawężnik granitowy, korektę niwelety na estakadzie w zakresie 20 mm, zmiana kolektora odwodnieniowego stalowego na rury PE oraz zastąpiono stal klasy A-II gatunku 18G2-b stalą wyższej klasy A-IIIN gatunku RB500W (BSt500S). Powyższe zmiany nie miały znaczącego wpływu na budowę, ale wymagały uzgodnień z nadzorem i projektantem. Badania Podczas realizacji fazy I prowadzono wszystkie wymagane badania dotyczące parametrów wytrzymałościowych betonu. Wykonane zostały również obciążenia próbne pali metodą statyczną oraz dynamiczną przez firmę PMC Polska Sp. z o.o. i przed dopuszczeniem wykonanej konstrukcji do ruchu, obciążenie próbne wykonane przez Instytut Badawczy Dróg i Mostów w Warszawie. Próbne obciążenia pali metodą statyczną są wykonywane stosunkowo często. W przypadku metody dynamicznej sprawa wygląda inaczej [5]. Metoda dynamiczna polega na zarejestrowaniu (za pomocą zamontowanych w głowicy pala przyspieszeniomierzy i tensometrów) fali naprężęniowej powstałej po uderzeniu bijakiem o ciężarze ok. 1-2% projektowanej nosności pala. Zarejestrowane przyspieszenia i przemieszczenia pala oraz charaktrystyka podłoża są opracowane w oparciu o rozpoznane wcześniej warunki gruntowe, co umożliwia opisanie modelu analitycznego, za pomocą którego określa się nośność pala, oraz ekwiwalentną do statycznej zależność obciążenie-osiadanie. Głowice pali uprzednio rozkuto i nadbetonowano w stalowej rurze. Głównym elementem konstrukcyjnym stanowiska, służącym do wywołania fali naprężeń podczas uderzenia pala, jest bijak (o ciężąrze 6,5 tony) wykonany ze zbrojonego betonu w osłonie z rury stalowej. Dla każdego badanego pala wykonuje się kilka uderzeń, opuszczając bijak z wysokości od 0,5 m do 2,0 m. Badanie dymaniczne przeprowadzono z użyciem rejestratora PAL-R firmy Pile Dynamics, Inc. Rejestrator podłączono do głowicy pala: do 4 czujników, dwóch przyspieszeniomierzy i dwóch tensometrów. Po wykonaniu badań zinterpretowano wyniki. Po porównaniu danych uzyskanych z metody statycznej i dynamicznej stwierdzono, że wykonane pale przeniosą projektowane obciązenie. Zaznaczyć należy, że metoda ta jest mniej kosztowna niż metoda statyczna. Podsumowanie Budowanie nowych obiektów w dużych aglomeracjach miejskich, takich jak Wrocław, stwarza wiele problemów natury technicznej, logistycznej i społecznej. W ramach realizowanej inwestycji wymagane było usunięcie różnego rodzaju kolizji urządzeń podziemnych i naziemnych oraz wywłaszczenia. Przekazanie placu budowy nastąpiło 23 kwietnia 2006 r. Roboty palowe rozpoczęły się 1 czerwca 2006 r., ruch w nitce zachodniej puszczono 30 kwietnia 2007 r., a więc wykonano ją w okresie 10 miesięcy. Nitka wschodnia została oddana do użytkowania 20 października 2007 r. Łączny okres budowy obu nitek estakady wyniósł 16 miesięcy. Budowę estakady realizowano częściowo przy zaangażowaniu sił własnych P.P.R.M. SA. W procesie brało udział około 26 specjalistycznych firm podwykonawczych, które wykonywały: przebudowę kolizji urządzeń podziemnych i naziemnych, wykonanie oraz montaż zbrojenia, montaż urządzeń, odwodnienie, tymczasową organizację ruchu drogowego, prace: izolacyjne, wykończeniowe, ogrodnicze itd. Mosty to prawdziwa sztuka inżynierska. Konstrukcja posiadająca właściwe proporcje i właściwie wykonana broni się sama. Opisywany obiekt jest przykładem, że mimo wyjątkowo trudnych warunków wyjściowych można zaprojektować konstrukcję umiejętnie wpasowującą się w krajobraz i o optymalnych proporcjach. To również przykład dobrej współpracy grupy ludzi: inwestora, nadzoru, projektanta i wykonawcy, a to jest sposób na szybkie i sprawne realizowanie inwestycji.