Mosty v križovatke Prešov západ

Pri potrebe premostenia množstva prekážok a vzájomných križovaní vetiev sa vytvoril priestor na vznik zaujímavých mostných konštrukcií, ktoré budú budované rôznymi technológiami a budú rôznych typov – ako napríklad zavesený most s nízkym pylónom, dvojtrámový most s externým predpätím či parapetný most.

Základne informácie o stavbe

1. etapa výstavby (rok 2008)
Výstavba útvarovej križovatky Prešov západ sa začala ešte v roku 2008, kde v rámci stavby D1 Prešov – Svinia bola postavená jej prvá etapa (obr. 1, 2). Vtedy križovatka zabezpečovala napojenie diaľnice D1 na cestu I. triedy, čím bolo napojené mesto Prešov na diaľničnú sieť zo západu. Napojenie bolo riešené dvoma vetvami, na ktorých boli vybudované tri mosty. Za zmienku stojí najmä most 215-00 na vetve č. 2, ktorá zabezpečuje napojenie cesty I/18 v smere z Prešova do Popradu na diaľnicu D1 a premosťuje okružnú križovatku.

Mostný objekt 215-00 (obr. 1, vpravo) je tvorený dvojtrámovou nosnou konštrukciou z predpätého betónu s externými predpínacími káblami vedenými 1,7 m pod spodným okrajom nosnej konštrukcie v strede každého poľa. Takéto riešenie bolo možné, lebo mostný objekt sa nachádza v dostatočnej výške nad terénom (cca 15–16 m) a nad premosťovanou okružnou križovatkou. Vedením voľných káblov cez oceľové deviátory v strede polí mosta sa zvyšuje ich zdvihová účinnosť, čo umožnilo znížiť výšku prierezu a rovnako efektívnejšie navrhnúť predpínaciu výstuž. Objekt je desaťpoľový s rozpätiami polí 29,0 m, 8 × 35,0 m a 29,0 m. Celková dĺžka mosta je 347 m. Mostný objekt je do veľkej miery pohľadovo exponovaný, nakoľko je viditeľný takmer zo všetkých častí križovatky. Trojuholníkový motív, ktorý nám ponúka táto vzperadlová sústava, je použitý aj v ďalších konštrukčných častiach mosta.

NK bola budovaná v piatich etapách na podpernej skruži. V prvej etape boli vybudované dve polia v strede mosta s previslými koncami. V ďalších etapách pokračovala výstavba nosnej konštrukcie symetricky od stredu mosta na každú stranu systémom pole-konzola. V týchto štádiách bola NK predpínaná 12lanovými súdržnými predpínacími káblami. Po dobudovaní nosnej konštrukcie boli na most osadené oceľové deviátory ukotvené do priečnika v strede každého poľa a nosná konštrukcia bola predopnutá 14lanovými resp. 18lanovými voľnými predpínacími káblami. Káble boli predpínané jednostranne pre každé pole samostatne. Ukotvené sú do priečnikov nad oporami a podperami a staticky pôsobia ako vzperadlová sústava.

Dobudovaní diaľnice D1 Prešov západ – Prešov juh (rok 2021)
V roku 2017 sa začala výstavba diaľnice D1 Prešov západ – Prešov juh. V rámci tejto stavby je v križovatke Prešov západ navrhnutých osem mostov (obr. 3). Celkovo to teda bude križovatka s jedenástimi mostnými objektami. Mosty zabezpečia kríženie a vzájomné prepojenie vetiev križovatky v troch výškových úrovniach. V križovatke sa nachádzajú rôzne typy mostných objektov, ktoré sú budované rôznymi technológiami kvôli tomu, že vzájomne križovanie vetiev a premosťovanie množstva prekážok spôsobilo rôzne návrhové a technologické obmedzenia.

Dominantu križovatky tvorí diaľničný most 201 (obr. 4–7a, b), ktorého nosná konštrukcia bude zavesená na predpínacích kábloch typu extradosed. Druhým najdlhším mostom križovatky na vetve spájajúcej diaľnicu D1 s rýchlostnou cestou R4 je most 208 (obr. 8–11), ktorého externé predpínacie káble budú vedené mimo prierez nosnej konštrukcie pod jej spodnou hranou v strede troch polí a takto bude konštrukčne nadväzovať na už jestvujúci most 215 nad okružnou križovatkou, ktorý je tiež tvorený vzperadlovou sústavou. Pestrosť konštrukčných riešení mostov v tejto križovatke potvrdzuje aj mostný objekt 213 (obr. 12). Je navrhnutý ako trojpoľový most, ktorý vzhľadom na výškové obmedzenia je navrhnutý v priečnom smere ako parapetný s nosnou konštrukciou integrovanou do spodnej stavby.

201-00 Most na diaľnici D1 nad vetvami križovatky

Keďže sa tento mostný objekt nachádza v najvyššej úrovni križovatky, tvorí jej dominantný prvok (obr. 4–7a, b). Zároveň je to aj najdlhší most v križovatke. Pod ním sa nachádzajú mostné objekty na vetvách mimoúrovňovej križovatky Prešov západ. Celková dĺžka nosnej konštrukcie je 550 m. Tento most je dvanásťpoľový s rozpätiami polí 27 až 74 m. Mostný objekt je tvorený dvoma samostatnými nosnými konštrukciami, ktoré sú navrhnuté ako dvojkomôrkové so šikmými vonkajšími stenami. Nosná konštrukcia je predopnutá kombináciou interných predpínacích káblov, externých predpínacích káblov vedených v komôrkach nosnej konštrukcie a predpínacích káblov typu extradosed. V hlavných poliach č. 7 a 8 je situovaný najväčší počet vetiev križovatky. Výškovo a smerovo sú vedené tak, že je nutné ich premostiť dvoma poľami dĺžky 74 m pri výške nosnej konštrukcie max. 2,3 m.

Most v predmetných poliach premosťuje tieto prekážky externými predpínacími káblami typu extradosed, ktoré sú deviované cez pylón na podpere č. 8 vo výške cca 10 m nad úrovňou nosnej konštrukcie. Káble typu extradosed sú kotvené do šikmých rebier na nosnej konštrukcii. Rebrá sú našikmené voči osi nosnej konštrukcii na 45o tak, aby bol zabezpečený plynulý prenos síl z ED káblov do nosnej konštrukcie. Rebrá budú zároveň priečne predopnuté. Takýmto riešením bolo možné dosiahnuť požadované rozpätie a zároveň sa zvýraznila dominantnosť mostného objektu.

Interná predpínacia výstuž je tvorená 15, 19 a 27 lanovými káblami Ls15,7/1 860 MPa s predpínacím napätím 1 440 MPa. Voľné káble sú navrhnuté z 19 lán Ls15,7/1 860 MPa s predpínacím napätím 1 200 MPa. Káble typu extradosed sú tvorené z 27 lán Ls15,7/1 860 MPa s predpínacím napätím 1 100 MPa. NK bola budovaná v siedmich etapách na podpernej skruži. V prvej etape boli vybudované dve 74metrové polia v strede mosta s previslými koncami. V tejto etape bola nosná konštrukcia predopnutá internými predpínacími káblami a káblami typy extradosed. V ďalších etapách pokračovala výstavba nosnej konštrukcie symetricky od stredu mosta na každú stranu systémom pole – konzola. Mostný objekt bude iluminovaný.

Spodná stavba pozostáva z dvoch krajných opôr a jedenástich medziľahlých podpier. Opory sú navrhnuté ako úložné prahy založené na veľkopriemerových pilótach. Medziľahlé podpery sú navrhnuté v tvare písmena V, čo ďalej rozvíja trojuholníkový motív použitý v križovatke Prešov západ. Podpera č. 8, ktorá je spoločná pre ľavú aj pravú nosnú konštrukciu, bude svojim tvarom (v tvare písmena W) a rozmermi tvoriť výrazný vizuálny prvok nielen mostného objektu, ale aj celej križovatky. Je vysoká takmer 30 m a v jej hornej časti sú cez ňu deviované káble typu extradosed.

208-00 Most na vetve č. 8 nad cestou I/18

Mostný objekt sa nachádza na dvoch vetvách križovatky Prešov západ. Zabezpečuje napojenie z diaľnice D1 na rýchlostnú cestu R4 v dopravných smeroch Poprad – Svidník a Košice – Svidník. Premosťuje šesť vetiev križovatky Prešov západ, cestu I/18 a potok Vydumanec.

Mostný objekt je pôdorysne rozvetvený, kde k mostu na vetve č. 8 – dvanásťpoľový most s dĺžkou nosnej konštrukcie 530 m – sa pripája most na vetve č. 10 – trojpoľový most s dĺžkou 101 m. Most na vetve č. 8 má dvanásť polí s rozpätiami 29,0 m až 65,0 m (obr. 8–11). Voľná šírka komunikácie na moste je 13,4 m a predstavuje trojpruhovú jednosmernú vetvu. Nosná konštrukcia mostného objektu je navrhnutá monolitická, spojitá, z dodatočne predpätého betónu. Šírka nosnej konštrukcie je 15,20 m. V priečnom smere je nosná konštrukcia navrhnutá dvojtrámová s obojstrannými konzolami. Pre zachovanie rovnakého typu nosnej konštrukcie pri pomerne veľkom rozptyle rozpätí polí je dvojtrámová nosná konštrukcia v troch najdlhších poliach vzopretá externe vedenými voľnými káblami. Externé káble sú vedené cez oceľový deviátor v strede polí 2,5 m pod spodným okrajom nosnej konštrukcie a budú pôsobiť ako vzperadlová sústava. Výška dvojtrámovej nosnej konštrukcie je 2,30 m, ktorá sa mení na 3,10 m v mieste nábehov pri podperách najdlhších polí. Pre zvýšenie tuhosti v krútení je nad týmito podperami navrhnuté uzavretie dvojtrámového priečneho rezu spodnou doskou.

Most na vetve č. 10 má tri polia s rozpätiami 24,0 m až 41,0 m. Voľná šírka komunikácie na moste je 9,65 m a je tvorená dvojpruhovou jednosmernou vetvou. Nosná konštrukcia je navrhnutá monolitická, spojitá, z dodatočne predpätého betónu. V priečnom smere jedno­trámová nosná konštrukcia šírky 11,55 m s obojstrannými konzolami má konštantnú výšku 2,30 m. Jednotrámová nosná konštrukcia sa plynulo pripojí k pravému trámu dvojtrámovej nosnej konštrukcii. NK bola budovaná v siedmich etapách na podpernej skruži. V prvej etape bolo vybudované pole v strede mosta na vetve č. 8 spolu s priľahlým poľom na moste vetvy č. 10 s previslými koncami. V ďalších etapách pokračovala výstavba nosnej konštrukcie symetricky od stredu mosta na každú stranu systémom pole – konzola. V týchto štádiách bola NK predpínaná 19lanovými súdržnými predpínacími káblami Ls15,7/1 860 MPa s predpínacím napätím 1 440 MPa. Po dobudovaní nosnej konštrukcie v ďalšej etape výstavby boli na most osadené oceľové deviátory ukotvené do priečnikov v strede najdlhších polí medzi podperami č. 9, 10, 11, 12. Nosná konštrukcia bola predopnutá externe vedenými 16lanovými až 31lanovými voľnými predpínacími káblami. Externé voľné káble sú navrhnuté zo sedemdrôtových lán Ls15,7/1 860. Predpínanie káblov bolo realizované pre každé pole samostatne z hornej dosky, obojstranne, po jednom lane, striedavo pre pravý a ľavý kábel, kde najprv sa predopol ľavý kábel na 40 %, následne pravý kábel na 40 % a potom sa dopínali ľavý a pravý kábel na 100% predpínacej sily. Predpínacie napätie je navrhnuté 1 150 MPa.

Káble sú ukotvené za nadpodporovými priečnikmi v hornej doske nosnej konštrukcie. Pôsobia ako vzperadlová sústava. Spodná stavba pozostáva z troch krajných opôr a trinástich medziľahlých podpier. Pri tvarovaní spodnej stavby bol dodržaný rovnako ako pri iných mostoch križovatky motív písmena V. Krajné opory sú navrhnuté ako úložné prahy založené na veľkopriemerových pilótach, resp. ako dvojica driekov votknutá do základu. Priestor za driekmi je vyplnený stenou hrúbky 0,85 m, ktorá tvorí záverný múrik. Medziľahlé podpery na moste sú navrhnuté ako stĺpové a v hornej časti sa driek podpery rozdeľuje na dva samostatné časti v tvare písmena V. Zakladanie podpier je vzhľadom na geologické pomery navrhnuté ako hlbinné na veľkopriemerových pilótach.

213-00 Most na vetve č. 6 (cesta II/546) v km 0,3 nad vetvou križovatky

Mostný objekt patrí medzi menšie mosty predmetnej križovatky. Vo výškovo obmedzených pomeroch bolo potrebné umiestniť cestu II. triedy a súbežný chodník pre peších ponad vetvu križovatky Prešov západ. Trojpoľová nosná konštrukcia je monolitická z dodatočne predpätého betónu celkovej dĺžky 59,0 m (obr. 12). V priečnom smere je nosná konštrukcia tvorená dvojicou parapetných nosníkov s jednostrannou (pravostrannou) konzolou pre pešiu dopravu. Výška nosnej konštrukcie (parapetných nosníkov) je premenná od 1,45 m v poli až po 2,15 nad podperami. Hrúbka dosky medzi parapetnými nosníkmi je 0,40 m so zväčšením hrúbky na 0,55 m pri parapetných nosníkoch.

Spodná stavba mosta je tvorená dvojicou opôr a dvojicou medziľahlých podpier. Opory sú tvorené úložnými prahmi zo železobetónu založenými na veľkopriemerových pilótach a sú rámovo spojené s nosnou konštrukciou. Veľkopriemerové pilóty priemeru 0,9 m dĺžky 16,0 m majú v hornej časti (5,0 m) zúžený prierez priemeru 0,6 m, čím táto časť pilót pôsobí ako ohybovo poddajné stĺpy. Na oporách je prostredníctvom elastomerných ložísk uložená prechodová doska ukončená ozubom obmedzujúcim jej pohyb. Medziľahlé podpery sú rámové konštrukcie tvaru V, votknuté do základovej dosky a založené na veľkopriemerových pilótach priemeru 0,9 m. Nosná konštrukcia je na podperách uložená prostredníctvom vrubových kĺbov.

Z dôvodu zníženia namáhania pilót na krajných oporách od dotvarovania a zmrašťovania nosnej konštrukcie po predopnutí bolo navrhnuté dočasné posuvné uloženie nosnej konštrukcie na oporách. Samotná nosná konštrukcia bola vybudovaná v dvoch pracovných etapách. V prvej etape bola vybudovaná nosná konštrukcia na pevnej podpernej skruži a uložená na oporách prostredníctvom elastomerných ložísk. V druhej etape bolo zrealizované rámové spojenie s krajnými oporami. Zo statického hľadiska pôsobí nosná konštrukcia v definitívnom štádiu ako združený rám a tvorí jeden dilatačný celok. Voľná šírka na moste je 8,80 m. Parapetné nosníky sú chránené proti nárazu vozidla predsadeným zvodidlom kotveným do železobetónovej rímsy šírky 0,7 m. Pravostranný chodník pre peších má voľnú šírku 2,0 m. Celková šírka nosnej konštrukcie vrátane chodníkovej konzoly je 14,60 m.

Záver

Križovatka Prešov západ bude po dobudovaní zohrávať kľúčovú úlohu pri dopravnom napojení mesta Prešov na diaľnicu D1 a rýchlostnú cestu R4. Vzhľadom na svoju rozlohu, množstvo krížení a prepojení cestných komunikácii sa stane prirodzenou dominantou predmetného úseku diaľnice aj priľahlého územia. Napriek množstvu rôznych typov mostných konštrukcií sme sa snažili o zachovanie spoločných tvarových zásad tak, aby si každý mostný objekt zachoval svoju jedinečnosť, ale zároveň pôsobil v harmónii s ostatnými mostnými objektami. Spoločný trojuholníkový motív sa v rôznych podobách objavuje hlavne na prvkoch spodnej stavby, nosnej konštrukcie, ale aj ostatného vybavenia. Výstavba celej križovatky aj úseku diaľnice postupuje rýchlo vpred a s veľkou pravdepodobnosťou bude dodržaný termín sprejazdnenia celého úseku v roku 2021. Veríme, že mostné objekty v križovatke vytvoria harmonické a trvalé dielo, ktoré bude kladne prijaté širšou verejnosťou aj odborníkmi.
Tento článok voľne nadväzuje na článok Výstavba tunelu juhozápadného obchvatu Prešova na diaľnicu D1/SR zverejnený v č. 11/20.