Wieloprzęsłowy wiadukt skrzynkowy z betonu sprężonego w ciągu Autostradowej Obwodnicy Wrocławia

Wieloprzęsłowy wiadukt skrzynkowy z betonu sprężonego w ciągu Autostradowej Obwodnicy

Wrocławia

Multi-span prestressed box girder viaduct along highway ring road of wroclaw (poland)

Streszczenie

Wzdłuż zachodnio-północnej granicy Wrocławia budowana jest autostradowa obwodnica o długości 35,5 km. Długość łączna obiektów stanowi 22% trasy AOW. Wśród nich są duże konstrukcje o nietypowym ukształtowaniu. Przedmiotem niniejszego artykułu jest wiadukt długości 750,00 m; konstrukcja skrzynkowa, kablobetonowa. Wsporniki podparte są stalowymi rurami w układzie zastrzałowym (koniec wspornika – spód skrzyni). Projekt przewiduje budowę wiaduktu w pięciu sekcjach, na tradycyjnych rusztowaniach. Sprężenie kablami wewnętrznymi i zewnętrznymi. Przedstawiono stan budowy na fotografiach.

Abstract

A highway ring road of Wroclaw is being built along the north-western city border. Total length of structures constitutes 22% of the highway ring road route. They include big, uniqu- ely shaped structures. The subject of this paper is a post-tensioned prestressed concrete box girder viaduct of 750,00 m. The cantilevers are supported by steel pipes in the angle tie system (the end of a cantilever – the bottom of the box). The project provides for the erection of the viaduct in four sections, on traditional scaffolding. Prestressing of the box is carried out by internal and external cables. The pictures present the progress in erection of the viaduct.

Krzysztof Sadowski Jan Biliszczuk Przemysław Prabucki Mariusz Sułkowski

dr inż. Jerzy Onysyk – Politechnika Wrocławska, Zespół Badawczo-Projektowy MOSTY-WROCŁAW dr inż. Krzysztof Sadowski – Politechnika Wrocławska, Zespół Badawczo-Projektowy MOSTY-WROCŁAW prof. dr hab. inż. Jan Biliszczuk – Politechnika Wrocławska, Zespół Badawczo-Projektowy MOSTY-WROCŁAW mgr inż. Przemysław Prabucki – Zespół Badawczo-Projektowy MOSTY-WROCŁAW

mgr inż. Mariusz Sułkowski – Zespół Badawczo-Projektowy MOSTY-WROCŁAW

Budowana Autostradowa Obwodnica Wrocławia przebiega poprzez zachodnio-północne rejony miasta i łączy w zasadniczej części autostradę A4 z drogą ekspresową S-8 w kie- runku Warszawy (rozpoczęta jest budowa tej drogi na odcinku Wrocław-Syców). W ramy przedsięwzięcia AOW wchodzą także dwie drogi (łączniki) wiążące AOW z drogami krajowymi nr 5 i nr 8.

Łączna długość trasy tego przedsięwzięcia wynosi 35,5 km. Na tym odcinku po- wstaje 41 szt. mostów, wiaduktów i przejść dla zwierząt. Około 22% trasy biegnie po obiektach.

Tabela 1. Zestawienie ilościowe poszczególnych rodzajów obiektów

Lp. Rodzaj obiektu Liczba

1.

2.3.

4.5.

6.7.

8.

10.9.

Mosty w ciągu autostrady A8 Mosty w ciągu łącznika Długołęka Estakady w ciągu autostrady A8 Wiadukty w ciągu autostrady A8 Wiadukty w ciągu łącznic węzłów Wiadukty w ciągu łącznika Kobierzyce Wiadukty w ciągu łącznika Długołęka Wiadukty nad autostradą

Przejścia dla zwierząt pod autostradą

Przejście dla zwierząt nad łącznikiem Długołęka

5 24 175

11 4 11 Razem w ramach budowy AOW: 41 Wszystkie obiekty to konstrukcje o ustroju nośnym żelbetowym lub z betonu sprę- żonego.

Wśród tych obiektów jest kilka konstrukcji o znacznej długości lub dużej rozpiętości przęseł. Wśród nich jest wiadukt w ciągu AOW, budowlany w pobliżu stadionu EURO 2012 (oznaczenie kontraktowe WA-19). Jest to konstrukcja wieloprzęsłowa, której długość całkowita wynosi 750,00 m.

Zagadnienia ukształtowania i szczegóły konstrukcyjno-technologiczne tego obiektu przedstawiono poniżej.

Ukształtowanie wiaduktu 2.

Na przedmiotowym odcinku trasa AOW przebiega w obrębie zachodnich dzielnic miasta w terenie zurbanizowanym, nad drogą wylotową z miasta (DK nr 94), linią kolejową, w wąskim pasie linii rozgraniczających. W związku z tym przyjęto następujące założenia projektowe, a mianowicie:

ustrój nośny musi być dostosowany do dużej szerokości użytkowej przęsła wynikającej –

z liczby pasów ruchu (3x3,50 m + 3,00 m + 1,00 m);

mała wysokość konstrukcyjna przęseł;

– ażurowe podpory pośrednie (słupowe), niepowodujące zamykania przestrzeni pod- –

mostowej;

Widok z bokuPrzekrój podłużny 777,67 m 55,00 750,00 m 45,0035,0040,0055,0045,0045,0050,0050,0040,0050,0044,0058,0050,00 m40,0048,00

Urządzenie dylatacyjne Elementy podwspornikowe z rur stalowychPale żelbetowe D 1,80 m Zewnętrzne kable sprężające 25L15,7Urządzenie dylatacyjne

0,2 5

2,5 0

P1P2P3P4P5P6P7P8P9P10P11P12P13P14P15P16P17

Wewnętrzne kable sprężające 19L15,7ul. SzczecińskaLinia tramwajowa ul. LotniczaLinia kolejowa 3,00 11,90 11,607,71

6,00

2,5 %

3,50

PRAGA17,18 m36,16 m 4,50 3,00 5,29 0,151,509,38

0,30 1,62

1,10

1100

0,300,320,900,360,50 3,503,003,50

17,18 m 3,00 5,29 11,90 11,60

7,71

4,70 m 5,59 6,49 1,052,10

0,30 1,78

1,10

1,000,603,504,70 m

Oś tra sy

0,30

2,5 %

WARSZAWA 3,501,000,60

1,80 m 3,50 3,003,005,59 6,006,49 1,052,109,380,30 1,62

1,10

1100

0,30

0,32 0,900,360,50 0,151,50 9,98

O 1,80O 1,80O 1,80 4,504,504,504,50

Przekrój poprzeczny O 1,80O 1,80O 1,80

Rys. 1. Ukształtowanie wiaduktu o oznaczeniu kontraktowym WA-19

umożliwiającej nasuwanie i eliminujące kolizję w czasie budowy z ciągami komuni- kacyjnymi);

ukształtowanie architektoniczne powinno być w „kontekście” architektury bryły sta- –

dionu, terenu miejskiego i pobliskiego węzła drogowego.

Po analizie tych założeń postanowiono, że przęsła powinny być typu belkowego, z jaz- dą górą i podporami dwusłupowymi. Ustrój nośny o typowym przekroju skrzynkowym jednokomorowym z rozstawem środników 6,00 m, umożliwiającym uzyskanie wysokości konstrukcyjnej na poziomie 2,50 m, przy rozpiętościach przęseł około 55,00 m.

Ze względu na duży wysięg wsporników podparto ich końce rurowym układem zastrzałowym. Materiałem przęseł jest kablobeton, ze sprężeniem wewnętrznym i zewnętrznym oraz sprężeniem poprzecznym płyty pomostowej za pomocą lin typu monostrand. Szczegóły ukształtowania przęseł w przekroju poprzecznym autostrady przedstawiono na rys. 1.

Na rysunku tym zawarto także podział na przęsła i zaznaczono najważniejsze prze- szkody terenowe.

Zagadnienia konstrukcyjne i technologiczne 3.

Przebieg trasy i niwelety wiaduktu spowodowały, że nie można było zaprojektować jego nasunięcie z jednego stanowiska. W projekcie usytuowano, więc wytwórnię segmentów między podporami nr 6 i nr 7 (jak na rys. 1), z której nasuwane byłyby dwa odcinki wiaduktu, w kierunku podpory nr 1 i nr 12. Pozostały odcinek między podporami nr 12 i nr 17 przewidywano wykonać w technologii tradycyjnych rusztowań. Taka technologia umożliwiała zachowanie ciągłości ruchu drogowego i kolejowego oraz gwarantowała dobre tempo robót. W okresie projektowania na poziomie projektu budowlanego nie było możliwości wykonania objazdu drogowego lub założenia budowy w innej technologii.

Po rozstrzygnięciu przetargu na budowę, zmieniły się warunki drogowe w obrębie wiaduktu ze względu na rozpoczęcie budowy innych obiektów w tym rejonie. Otworzyło to drogę do ponownej analizy technologii budowy wiaduktu przez wykonawcę robót.

Ostatecznie zaproponował on budowę całego wiaduktu na rusztowaniach tradycyj- nych z podziałem na budowę kolejno pięciu sekcji (rys. 2). Po sprężeniu kolejno każdej z nich można usunąć rusztowania i zmontować je pod przęsłami następnej sekcji. Ciągłość na styku sekcji zagwarantowano kablami wewnętrznymi i zewnętrznymi.

Na rys. 2 przedstawiono także etapy betonowania poszczególnych sekcji. W pierw- szym etapie przewidziano betonowanie dolnej części skrzyni w kształcie „U”, na długości około 20,00 m, a następnie instalację na tym odcinku rurowych zastrzałów. Na końcu przewidziano betonowanie płyty pomostowej.

Wnętrze skrzyni zaprojektowano tak, by była możliwość opuszczenia deskowania płyty pomostowej (po zabetonowaniu pomostu) i przemieszczeniu go w następny odcinek sekcji zabetonowany wcześniej w kształcie „U”.

Zastrzały w dolnej części mocowane są za pomocą połączenia śrubowego z wykorzy- staniem zabetonowanych tulei, a górne końce zaopatrzone są w blachy czołowe i pręty, które zostają zabetonowane podczas betonowania płyty pomostowej.

Ustrój nośny sprężony jest kablami wewnętrznymi 19L15,7 mm i kablami zewnętrzny- mi 25L15,7 mm. Sprężenie to jest uzupełnione kablami po wykonaniu następnej sekcji.

Sekcja I 9,50 m

Widok z bokuPrzekrój podłużny 55,00

750,00 m 45,0035,0040,0055,0045,0045,0050,0050,0040,0050,0044,0058,0050,00 m40,0048,00 P1P2P3P4P5P6P7P8P9P10P11P12P13P14P15P16P17

Sekcja IISekcja IIISekcja IVSekcja V I Etap betonowania

II Etap betonowaniaIII Etap betonowania Docelowy widok obiektu Linia kolejowa nr 273 Wrocław - Głogów - Szczecin

Ekran przeciwhałasowy Maszt oświetlenia Maszt oświetlenia

7

039

0146 4145

260 93

522

8

Konstrukcja zastrzału 9 8 5 2

32164 podkładkapręt żebrowanyblacha uniwersalnablacha uniwersalna

blacha uniwersalna 8 śruba9765rura4śruba3tuleja21

Rys. 2. Podział wykonania ustroju nośnego na sekcje i etapy betonowania w przekroju poprzecz- nym oraz detal stalowego, rurowego zastrzału

Do budowy podpór i ustrojów nośnych pod obie jezdnie autostrady zastosowano nastę- pujące materiały, w ilościach i zestawionych poniżej (budowa jest w toku):

pale

– ∅1800, beton C20/25, 9650 m³;

zwieńczenie pali i słupy podpór, łączenie z przyczółkami, beton C30/37, C35/45, –

6550 m³;

ustrój nośny, beton C50/60, 16 900 m

– ³;

kapy chodnikowe, beton C35/45, 1700 m

– ³;

stal zastrzałów ruchowych, stal S355, 1737 t.

–

Poniżej na kolejnych fotografiach przedstawiono elementy wiaduktu w trakcie bu- dowy do stanu w czerwcu 2010 r.

Fot. 1. Budowa sekcji I wiaduktu (przed sprężeniem ustroju nośnego); stan do czerwca 2010 roku

Uczestnicy procesu inwestycyjnego:

Inwestor: Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Oddział we Wrocławiu Wykonawca: STRABAG

Projektant: Zespół Badawczo-Projektowy MOSTY-WROCŁAW (Branża mostowa) BBKS Projekt Sp. z o.o. (Projekt drogowy i inne branże)