Mostovi preko Dunava

Embed Size (px)

Citation preview

  • 1 of 16

    Autor: Dipl.gr.in.Franz Bergmair1

    NOVI PRISTUP IZGRADNJI TEMELJA ZA MOSTOVE PREKO DUNAVA Kratki pregled: Momentalno ALPINE gradi dva velika mosta preko Dunava, jedan u Traismauer-u u

    Austriji a drugi u Bekoj u Srbiji u sklopu autoputa koji je u toku izgradnje.Opta geotehnika situacija oba mosta moe da se poredi zato to je osnova za temelje konsolidovani sloj tercijalne gline. Kod mosta Traismauer novi pristup izgradnji se sastoji od veoma ekonomine tehnologije izgradnje glavnih stubova, koji se izvode po prvi put od strane ALPINE i mogu se nazvati plovei betonski temelji. Na gradilitu Beka umesto uobiajeno upotrebljivanih raster ipova kao konano i najadekvatnije o reenje odabrani su sanduasti temelji od buenih ipova u kombinaciji sa dodatnim buenim ipovima manjeg prenika.

    Kljune rei: plovei betonski temelj, sistem sanduastog temelja od buenih ipova/ bueni ipovi manjeg prenika.

    1. UVOD

    U prethodnih par godina vlade u nekim Evropskim zemljama su posvetile posebnu panju unapredjivanju infrastrukturne mree. Pravilno izgradjena infrastruktura je osnova za budui ekonomski razvoj zemalja gde postoji veliki potencijal za ekonomski rast.

    Takodje oko Bea se javlja velika potreba za poboljanjem autoputne mree kako bi se obezbedila efektivna

    transportna veza izmedju zapadnih centralnih i istono Evropskih zemalja. Iz tog razloga autoput koji okruuje Be je skoro zavren. Kljuna raskrsnica za zavretak ovog prstena je bio prelaz preko Dunava kod Traismauer-a.

    Na isti nain most kod Beke je kljuni projekat i najbitniji most izmedju Budimpete i Beograda na autoputu

    E-75 i prelaz internacionalnog koridora 10 sa koridorom 7 (Dunavski koridor za brodove). Trei veliki most preko Dunava koji se gradi od strane FCC (Majka kompanija Alpine Bau) je kombinovani

    elezniko putniki most koji povezuje Rumuniju i Bugarsku kod Vidin-a i Kalafat-a. Na ova tri velika projekta FCC i Alpine su dobili ansu da pokau i dokau svoje sposobnosti u projektovanju i

    izgradnji zahtevnih projekata. Na sva tri projekta radovi na temeljima u procesu izgradnje su bili ti koji su najzahtevniji. Tokom godine

    dubina Dunava i snaga renog toka znatno varira tako da u tehnologiji izgradnje sve oscilacije moraju da se uzmu u obzir. Glavni parametri za projektovanje temelja renih stubova bi trebalo da uzmu u obzir, pored varirajue kote vodostaja, udar od broda i seizmiki uticaj.

    1 Dipl.Ing.Franz Bergmair, Alpine Bau Austria A-1230 Vienna, Oberlaaer Strasse, +43161079303, Department Director for major bridges, [email protected]

  • 2 of 16

    Slika 1. Most Beka (levo) i Traismauer most (desno) u toku izgradnje

    2. TRAISMAUER MOST U AUSTRIJI

    2.1 Opti opis

    Most Traismauer se nalazi pored mesta Traismauer u Austriji. Most je projektovan kao most blizanac sa etiri trake koji spaja autoput S5 od Bea do Krems-a i S33 od Krems-a do St. Poelten-a.

    Ukupna duina mosta je 1130m. Konstrukcija se sastoji iz tri dela: - Prilazna konstrukcija sa severne strane se sastoji od 13 raspona sa ukupnom duinom 446m. Gornji stroj

    ovog dela mosta je uglavnom izgradjen pomou pokretne skele kao najekonominiji nain izgradnje vierasponskih dugih betonskih mostova. Popreni presek je u obliku T nosaa sa konstantnom visinom.

    - Glavna konstrukcija mosta, prelaz preko reke, se sastoji od 3 raspona, duine 100m + 156m + 100m sa ukupnom duinom od 356m. Gornji stroj ovog dela mosta je izgradjen slobodnim konzolnim postupkom. Popreni presek sanduastog nosaa je pravougaonog oblika varirajue visine.

    - Prilazna konstrukcija sa june strane se sastoji od 10 raspona sa ukupnom duinom od 321m. Gornji stroj

    ovog dela mosta je izgradjen pomou iste tehnologije kao i na severnoj strani mosta.

    Slika 2.Glavna konstrukcija mosta, poduni i popreni presek - Traismauer 2.2 Izvodjaeva optimizacija u projektovanju i izgradnji Za projektovanje i izgradnju Traismauer mosta Izvodja je optimizirao tenderska reenja u pogledu znatnog

    skraenja roka izgradnje. Ubaene izmene se sastoje od: - Optimizacije prilaznih konstrukcija od poprenog preseka sanduastog nosaa do duplog poprenog

    preseka T nosaa. - Optimizacija tehnologije izgradnje glavnih stubova od poznatog sistema postavljanja prefabrikovanih

    tekih elemenata do reenja ploveih betonskih temelja. Geotehniki parametri mosta pokazuju gornji sloj ljunka/peska koji je oko 10m. Ispod toga nalazi se konsolidovani sloj tercijalne gline. Ovaj sloj ima odlinu nosivost za temelje od buenih ipova.

  • 3 of 16

    Slika 3. Geotehniki profil

    2.3 Temelj glavnih stubova izradjen korienjem reenje ploveih betonskih temelja Kako bi se optimizirao rok izgradnje temelja Inenjeri ALPINA su razvili novi pristup izgradnji koji se sastoji od

    postavljanja praznog betonskog sanduka na mesto temelja stuba. Prvo donji segment betonskog sanduka je izveden na bari.

    Slika 4.Reenje plovei betonski temelj opta ema Sliak 5. plovei betonski temelj, prvi segment na bari (slika) Nakon toga prvi segment je obeen na elinu konstrukciju izmedju dve plovee bare i svaki sledei

    segment je betoniran i sputen u korito reke pritom, vodei rauna o isplivavanju. Nakon dostizanja ukupne visine ploveeg betonskog temelja segment je prebaen na krajnju poziciju renog stuba.

    Slika 6. plovei betonski temelj, ema faza izgradnje

  • 4 of 16

    Slika 7. Prvi stub u izgradnji, drugi plovei betonski temelj u pristanu U sledeem koraku plovei betonski temelj je ispunjen nearmiranim betonom i buenje ipova za temelje

    moe da se izvodi.

    Slika 8. Popreni presek, ema temelja stuba

    Nakon zavretka temelja stuba, izgradnja istog i izgradnja gornjeg stroja je izvedena pomou slobodnog

    konzolnog postupka.

    Slika 9. Izgradnja glave stuba

  • 5 of 16

    Slika 10. Izgradnja gornjeg stroja pomou slobodnog konzolnog postupaka

    Optimizacija tehnologije izgradnje moe da se realizuje na prostoru gde nema starih gradjevina, ukoliko

    postoje mostovi u blizini oni moraju da se uzmu u obzir pri izgradnji novog mosta.

    3. MOST KOD BEKE U SRBIJI

    3.1 Opti opis

    Most Beka se nalazi u blizini mesta Beka u Srbiji. Most je projektovan sa dve trake predstavljajui levu traku autoputa E-75, deonica izmedju Novog Sada, glavnog grada Srbije, provincije Vojvodine i Beograda glavnog grada Srbije. Most se gradi pored starog mosta, izgradjenog poetkom 1970, kao most blizanac tj. prati siluetu postojeeg mosta.

    Ukupna duina mosta je 2205m i predstavlja jedan od najduih mostova preko Dunava ikada izgradjen.

    Konstrukcija se sastoji iz tri dela: - Prilazna konstrukcija mosta od Novog Sada tj. konstrukcija na levoj obali se sastoji od 33 raspona, svaki

    raspon je dug 45m, to daje ukupnu duinu od 1485m. Gornji stroj ovog dela mosta je uglavnom izgradjen pomou pokretne skele kao najekonominiji nain izgradnje vierasponskih dugih betonskih mostova. Popreni presek sanduastog nosaa je trapeznog oblika konstantne visine.

    Glavna konstrukcija mosta, koja prelazi preko Dunava, se sastoji od 5 raspona, duine 60m + 105m + 210m

    + 105m + 60m, sa ukupnom duinom od 540m. Gornji stroj ovog dela mosta se gradi pomou slobodnog konzolnog postupka za raspone oslonjene na centralne stubove a progresivni konzolni postupak za krajnje raspone. Popreni presek sanduastog nosaa je pravougaonog oblika promenjive visine.

    Prilazna konstrukcija od Beograda tj. konstrukcija na desnoj obali se sastoji od 4 raspona, svaki raspon je

    dug 45m to daje ukupnu duinu od 180m. Gornji stroj ovog dela mosta se gradi pomou klasine skele do 40m u visinu koristei privremene stubove kao oslonce i viekratnu upotrebljivu elinu skelu. Popreni presek sanduastog nosaa je trapeznog oblika konstantne visine, kao kod prilazne konstrukcije od Novog Sada.

  • 6 of 16

    Slika 11.Prilazna konstrukcija od Novog Sada, Glavna konstrukcija mosta i prilzna konstrukcija od Beograda

    3.2 Izazovi tokom projektovanja i izvodjenja

    Tokom projektovanja i izgradnje novog mosta kod Beke Izvodja je naiao na nekoliko izazova koji su znatno uticali na reenja prvobitna predvidjena tenderskom dokumentacijom, odnosno:

    - Izmenjene geotehnike parametre koji su rezultirali malim trenjem po omotau od onog predvidjenog tenderskom dokumentacijom

    - Odredjen je veoma nizak preostali tangecionalni otpor posebno na padini na desnoj obali to pokazuje visok rizik od klizita.

    - Stari most je zateen u loem stanju ukljuujui i neodgovarajuu nosivost pri udaru od broda ili zemljotresa

    - Izmenjeni hidrauliki parameti koji rezultiraju u oiglednom podlokavanju usled hidrauline (rene) erozije.

    Sve nepredvidjene situacije su uzete u obzir kao kljuni parametri za izradu glavnog projekta novog mosta

    kod Beke. Izmenjeni geotehniki parameti su dobijeni nakon detaljnog geotehnikog istraivanja koja obuhvataju

    dodatni kon penetracioni testovi (CPT), buotine, standardni penetracioni testovi (SPT) i probna optereenja ipova.

  • 7 of 16

    Slika12. Izmenjeni geotehniki parametri i duine ipova prilazne konstrukcije mosta sa novosadske strane Da bi se dobio opti pregled seizmike situacije i situacije klizita, Alpine je angaovala intrenacionalne

    strunjake za interpretaciju rezultata istraivanja putem satelita. Dobijene su satelitske slike i prvi nagovetaji pokazuju da je podruje oko mosta kod Beke preseeno seizmikim rasedom i primeeno je mogue klizite u zoni mosta. Detaljna geotehnika istraivanja koja se sastoje od probnih ipova, istranih okana i laboratoriskih ispitivanja u potencijalnoj zoni klizita potvrdjuju rizik od klizita koji je ve naveden satelitskim istraivanjima.

    Slika 13. Seizmika hazard mapa Balkanskih Slika14. Satelitska snimak podruja kod Beke zemalja Korito reke je ispitano ultrazvunim merenjem koje je ukazalo na nestabilno erozvno korito reke ali nije

    ukazalo na nedefinisane predmete koji bi mogli sutinski omesti radove na temeljima glavnih stubova 41, 42 i 43.

    Slika 15. Ultrazvuna merenja

  • 8 of 16

    Slika 16. Vodostaj 2008 i 2009

    Slika 17. Ultrazvuna analiza erozije status septembar 2008 (gornja) i septembar 2009 (donja)

  • 9 of 16

    Sva detaljna istraivanja su izvedena u saradnji sa lokalnim i internacionalnim strunjacima iz relevantnih oblasti a dobijeni rezultati potvrdjuju jedni druge.

    3.3 Sanduasti temelji Uzimajui u obzir gore navedene parametre za glavni projekat projektanati, strunjaci i kontrolori projekta su

    se medjusobno usaglasili da glavni sistem temelja mosta mora da se odabere na osnovu gore navedenih faktora.

    Sistem raster ipova predvidjen u tenderskoj dokumentaciji i u izvodjaevom idejnom projektu vie nije bio

    adekvatan uzimajui u obzir znatno izmenjene okolnosti. Kao rezultat toga odabran je sistem koji bi trebo da umanji sleganje starog mosta na minimum, to stvara zatvoreni zid da ne bi dolo do erozije renog dna ak i u izuzetnim hidraulikim uslovima a to je ak dovoljno ukrueno i u sluaju udara od broda i zemljotresa.

    Svi ovi zahtevi mogu da se ispune koristei takozvani sistem temelj u obliku sanduka koji se satoji od 50

    ipova, 25m duine, 1.2m prenika i 30cm od jednog do drugog ipa. Dodatno su izvedeni bueni ipovi manjeg prenika izmedju spoljnih ipova u sanduku kako bi se dobio efekat zatvorenog sanduka. Ovim sistemom uticaj od nostivosti temelja je prebaen u podnoje ipova i dobijena je nosivost cele povrine ipova unutar sanduastih temelja.

    Slika 18.Poredjenje sistema temelja, raster ipovi (levo) i sanduasti (desno)

    Upotrebljena tehnologija izvodjenja glavnih stubova se sastoji od izvodjenja priboja (ostrva) od talpi koji obuhvata i sam sanduasti temelj renog stuba kao i logistini deo za postavljanje toranjske dizalice, betonske pumpe i prostora za privremeno odlaganje oplate i armature.

    Faze izgradnje od 1 do 3 za izgradnju priboja (ostrva) od talpi: - Iskop renog korita u cilju otkrivanja nepoznatih predmeta - Izrada podvodnog zagata, koji se sastoji od ljunka 30/80, sa kote 62 na 68 - Pobijanje talpi u ljunak koristei ram kao vodjicu protiv poplava i naleta leda, itd.

  • 10 of 16

    Slika 19.Faze izgradnje od 1 do 3 temelja glavnog stuba

    Pri izgradnji rama od talpi moralo se voditi rauna da se ove vane i vremenski zahtevne faze izgradnje ne prekidaju neoekivanim visokim vodostajom (poplavama) ili nanosima leda. Dodatno pobijanje talpi se trebalo izvesti sa veoma malom tolerancijom od nekoliko centimetara kako bi se dobio nepropusni temelj priboja (ostrva) odnosno suva radna povrina (gradilite) na reci. Razlika u visini vodostaja sa spoljne strane priboja i maksimalna dubina gradilita nakon betoniranja podvodnog betona moe biti do 11m.

    Prema tome izradjen je specijalni ram, koji slui kao vodjica, za pobijanje talpi i privremeno je fiksiran na

    Dunavu tano na poziciji gde su pobijeni privremeni elini ipovi. Koristio se sledei detaljni proces izgradnje: - Istovar privremenog rama, koji slui kao vodjica, na baru za pozicioniranje a na tano predvidjeno mesto

    kod renog stuba - Pobijanje privremenih i viekratno upotrebljivih elinih ipova za fiksiranje rama u reci - Izvlaenje bare za transport - Pobijanje talpi u koritu reke - Izvlaenje rama - Krajnje ukruenje priboja

  • 11 of 16

    Slika 20. Faze izgradnje ostrva od talpi

    Slika 21. Izvlaenje rama Slika 22. Zavreno ostrvo od talpi Faze izgradnje od 4 do 9 za izgradnju ostrva od talpi: - Nasipanje priboja (ostrva) do kote 76 - Pobijanje 4 ipa koji slue kao temelj za toranjsku dizalicu - Izrada temelja od ipova, prenika 1.2m, za glavne stubove, buenje do kote 40 - Izrada dodatnih buenih ipova manjeg prenika kako bi se zatvorio sanduasti temelj u peskovitom

    podtlu - Izrada temelja u priboju (ostrvu) i betoniranje podvodnog betona uz pomo ronilaca - Krajcovanje ipova i izgradnja naglavnice

  • 12 of 16

    Slika 23. Faze izgradnje temelja glavnog stuba od 4 do 9

    Sliak 24.Pobijanje ipova Slika 25. Pobijanje ipova - i radovi na ipovima manjeg prenika Pristup gradilitu na reci do glavnih stubova je obezbedjen pomou pontonskih mostova kako bi se

    obezbedila dostava miksera sa betonom. Varirajui vodostaj reke je prouzrokovao podizanje i sputanje pontonskih mostova. Prema tome pokretni mostovi su postavljeni izmedju stubova oslonaca i pontonskih mostova garantujui konstantno korienje ovih plutajuih pristupa ka glavnim stubovima.

    Slika 26. Organizacija gradilita glavnog mosta

  • 13 of 16

    Slika 27. Pontonski pristupni mostovi i montirana toranjska dizalica

    3.4 Stabilizacija klizita na desnoj obali

    Kao to su satelitski snimci pokazali i detaljna geotehnika istraivanja potvrdila desna obala Dunava na lokaciji kod novog mosta kod Beke ima uveani rizik od klizita. Kako bismo doli do adekvatnog projektantskog reenja a pritom obezbedili, kako novi tako i stari most, od klizita Izvodja je morao iznova da razvije adekvatno reenje uzimajui u obzir nova saznanja podtla dobijena detaljnim istraivanjem tla nakon poetka ugovora.

    Projektantsko reenje desne obale koje je predvidjeno u tenderskoj dokumentaciji i Izvodjaevom idejnom projektu se moralo izmeniti iz razloga to su strunjaci doli do saznanja da stara stabilizacija nema zahtevanu potpornu nostivost. Prema tome moralo se preduzeti dodatno projektovanje. Nakon opsenih konsultacija medju projektantima, strunjacima i kontrolorima projekta izradjena je adekvatna dodatna konstrukcija.

    Konane usaglaene zatitne mere klizita sastoje se od: - Postojee stare potporne konstrukcije sa primarnim efektom odvodnjavanja na padini i zadravanje tla

    kao sekundarnim efektom (slika 31. (1)). - Armirana zemlja u donjem delu padine je postavljena kao prva dodatna mera stabilizacije (2) - Produeni ipovi u osi stuba koji prolaze kroz povrinu klizita (3) - 65 ipova, duine 27m i 1.2m prenika, rasporedjeni u po dve grupe od 24 ipa i 41ip (4)

    Slika 28.Opta geotehnika situacija desne obale

  • 14 of 16

    Slika 29. Prostorna mapa postojee stabilizacione konstrukcije sa istranim oknima

    Slika 30. Slika klizne povrine iz istranog okna

  • 15 of 16

    Slika 31. Opti pregled preseka dodatne potporne konstrukcije, stubovi 47-48-49 3.5 Opte primedbe na proces realizacije projekta (ugovor o projektovanju i izvodjenju)

    Nakon uklanjanja projektila u julu 2008. god. i nakon to su sva detaljna ispitivanja tla i projekat izvodjenja postali dostupni, radovi na pobijanju ipova prilazne konstrukcije od Novog Sada, dugake 1.5km, mogli su zapoeti.

    Uprkos injenici da su kompletna hidraulika istraivanja bila dostupna u aprilu 2009.god. radovi na reci su

    zapoeti na osnovu nacrta projekta u decembru 2008.god. Usled uveanja koliina materijala za zatitu od erozije dna svi radovi za priboj (ostrvo) od talpi su zavreni u avgustu 2009.god., uprkos najviem vodostaju u poslednjih 10 godina u julu 2009.

    Na klizitu na desnoj obali detaljna ispitivanja tla su izvedena buenjem probnog ipa i istranih okana. Ova

    dodatna istraivanja su usaglaena kroz blisku saradnju sa Investitorom, Izvodjaem i svim strunjacima i projektantima. Nakon zavretka projekta radovi na stabilizaciji na desnoj opali su zapoeti u januaru 2010.god.

    Ako je mogue da se urade svi potrebni detaljni istrani radovi znatno pre projekta i procesa gradjenja bie

    realizovan kontinualni i optimalni program izvodjenja radova. Na osnovu dugog iskustva izvodjaevih Inenjera na slinim poslovima i uzimajui u obzir da su sve kljune

    aktivnosti vezane za pripremne radove, specijalizovani temelji i konstrukcijski radovi izvedeni u bliskoj saradnji svih odeljenja ALPINE, moglo se izvesti izvodjenje uveanih koliina optimizirajui dinamiku radova.

    Ukupno uveanje koliina za oko 80% je oekivano a u poredjenju sa poetnim planiranim rokom izvodjenja

    od 24 meseca, stvarno vreme izvodjenja je oko tri godine (nakon uklanjanja projektila od julu 2008 do avgusta 2011) i moe se smatrati optimiziranom i ubrzanom dinamika radova.

  • 16 of 16

    4. ZAKLJUAK Temelji vanih drumskih mostova u irokim i dubokim rekama kao to je Dunav predstavljaju izazov za

    svakog iskusnog gradjevinskog Inenjera. Preliminarna istraivanja bi trebala da se izvedu kako bi se dobio realistini opti pregled obima radova. Izvodjenjem istraivanja vremenski period za glavni projekat i izvodjenje gradjevinskih radova moe da se optimizira. U suprotnom nedovoljna koliina podataka za projekat moe da prouzrokuje ponovnu izradu projekta i moe da omete i produi proces izgradnje.

    Nakon svih detaljnih geotehnikih, hidraulikih i seizmikih ispitivanja i u pogledu zahtevanih 100 godina

    ivotnog veka kao i uzimajui u obzir loe stanje starog mosta kod Beke, izvodjenje novog mosta moe da se razmatra kao izuzetno izazovan projekat za gradjevinskog Inenjera na celom Dunavu.

    Dva razliita reenja koja su koriena na Traismauer i Beka mostu mogu se razmatrati kao novi pristupi

    izgradnji, pri emu je svaki od njih poseban po okolnostima zateenim na gradilitu. U jednu ruku reenje ploveeg betonskog temelja primenjenog na Traismauer mostu preko Dunava

    predstavlja novi pristup izgradnji u pogledu optimizacije roka izgradnje. U drugu ruku izgradnja ostrva od talpi za sistem sanduastog temelja koji se sastoji od pobijanja talpi u

    kombinaciji sa dodatnim buenim ipovima manjeg prenika moe da se smatra kao adekvatno reenje za izgradnju novog mosta u blizini postojee konstrukcije, koja je u loem stanju i za koju nisu dostupni podaci izvedenog stanja.

    Kako je proces izgradnje temelja oba mosta izveden u potpunosti po planiranoj dinamici radova i bez

    nesrenih sluajeva, reenja su dokazana kao veoma sigurna u pogledu mera zatite na radu i konano najbitinije u pogledu kvaliteta i rokova.

    Slika 32. Status izgradnje mosta kod Beke Prilazna konstrukcija od Novog Sada i glavna konstrukcija mosta, mart 2010