Projektiranje in gradnja viadukta Glinščica na drugem tiru Divača – Koper
1. PREDSTAVITEV PROJEKTA
Viadukt Glinščica, zgrajen v sklopu gradnje drugega tira med Divačo in Koprom, leži na V. vseevropskem koridorju in med km 9+675 in 9+928 prečka sotesko potoka Glinščice in njenega pritoka na višini cca. 26 m nad terenom. Leto izdelave projekta: 2020-2022.
Zaradi zahtev prezračevanja tunelov T1 in T2, ki ležita v neposredni bližini viadukta, je bila v fazi idejne zasnove in projekta PGD izdelana rešitev premostitve z dvema prostoležečima konstrukcijama, razpetin 100 m in 70 m, z vmesno pobočno galerijo, ter vodenje prometa v zaprti zrakotesni škatli, statične višine 9,05 m, z obojestranskima konzolama za vzdrževanje objekta. Zaprta oblika škatle rešuje več problemov pri premostitvi:
• Prezračevanje tunelov T1 in T2 je lahko enotno z eno ventilatorsko postajo, namesto dvema
• Vodenje prometa zagotavlja ustrezno zaščito pred vetrom, hrupom in iztirjanjem
• Zagotavlja visok nivo varstva občutljive narave na območju krajinskega parka Beka
V fazi izdelave projekta za izvedbo, so se pojavile določene težave z dobavljivostjo vpetih nepomičnih ležišč, zato smo izvedli določeno spremembo zasnove objekta. Namesto dveh prostoležečih konstrukcij in vmesne galerije smo zasnovali enovit objekt od galerije za tunelom T1 do galerije pred tunelom T2, z vpetimi podporami v oseh 2 in 3, ter z ležišči in dilatacijami samo na krajnih opornikih os 1 in 4. Tako se je tudi poimenovanje spremenilo na način, da več ne govorimo o 3 objektih (Glinščica 1, Glinščica 2 in galerija), temveč o enem, enovitem viaduktu Glinščica. S spremembo so se pokazale določene prednosti predlagane zasnove, predvsem:
• Manjše število ležišč in dilatacij poceni gradnjo in vzdrževanje objekta
• Večja sistemska varnost objekta zaradi statične nedoločenosti
• Manjše vibracije in deformacije
Hkrati se je pojavilo nekaj novih izzivov, predvsem iz vidika požarne varnosti in vsilitev, ki nastanejo pri obremenitvah požara.
Viadukt je po svoji tipologiji mešanica dolinskega in pobočnega viadukta.
Slika 1: Karakteristični prečni prerez viadukta v polju.
2. KONSTRUKCIJSKA ZASNOVA IN ANALIZA VIADUKTA
2.1 Geološko-geomehanske razmere
Na celotnem območju viadukta prevladuje peščenjak, kar je bilo razvidno iz strmih naklonov pobočja in generalno stabilnih pobočij, razen lokalno na delu pritoka Glinščice, kjer se pojavljajo manjši usadi. Debelina plasti peščenjaka je od pol metra do meter, znotraj katerih so odložene tanke plasti laporovca oziroma glinavca, ki povzroča nastanek razpok. V teh plasteh so vidne tektonske drse, različnih naklonov, in močno gubanje.
Temeljenje objekta je bilo v projektu predvideno kot plitvo za celotni viadukt, na temeljnih blazinah. V fazi izvedbe izkopa za opornik os 1 se je pokazala preperela tektonska guba, ki je diagonalno sekala temelj do globine cca. 5-12 m, zaradi česar je bilo potrebno spremeniti temeljenje opornika os 1 na globoko, na sistem uvrtanih kolov premera 150 cm, dolžin 17, 15 in 9 m.
Slika 2: odkrita preperela tektonska guba na mestu opornika os 1.
2.2 Konstrukcijska zasnova viadukta
Viadukt Glinščica je zasnovan kot semi-integralna konstrukcija preko 3 razpetin 70 + 45 + 100 = 215 m in je ena zavorna enota, s konstrukcijskimi dilatacijami in ležišči samo nad krajnimi oporniki v oseh 1 in 4. Vmesne podpore sta masivni AB steni, dimenzije 3,50×11,80 m, višine 10,00 m in sta plitvo temeljeni na temeljni blazini dimenzije 12,80×7,00×2,00 m. Krajna opornika sta masivni AB steni, debeline 4,90 m in širine 15,35 m, ter spremenljive višine od 11,30 – 8,30 m, temeljeni na kaskadnih temeljnih blazinah (os 4), oziroma globoko na uvrtanih pilotih (os 1).
Prekladna konstrukcija viadukta je prednapeta z kabli s povezavo 19x150 mm2, v zaščitnih PE ceveh, elektro izolirani na PL2 po FIB bulletin no.33.
2.3 Materiali
Uporabljeni so naslednji betoni:
• Beton C50/60 XF1 XC4, mikroarmiran z polipropilenskimi vlakni 2 kg/m3 betona, za prekladno konstrukcijo škatle
• Beton C40/50 XC4 XF1 za stebre vmesnih podpor
• Beton C30/37 XC4 XF1 za krajne opornike in krila
• Brizgani protipožarni omet C30/37 XC1 Dmax4, z PP vlakni 3 kg/m3 betona na notranji strani prekladne konstrukcije
2.4 Oprema viadukta
Ležišča na objektu so sferična, nosilnosti 21 MN v osi 1 in 29 MN v osi 4, leva ležišča vzdolžno pomična in prečno blokirana, desna ležišča vsestransko pomična.
Dilatacije na konzolah so enoprofilne vodotesne dilatacije v osi 1 in dvoprofilne vodotesne dilatacije v osi 4, na levi in desni konzoli.
Odvodnjavanje objekta je preko izlivnikov z direktnim vtokom in prostim iztokom v podmostje.
Na stene škatlastega nosilca so se namestili dodatni dekorativni fasadni paneli, ki so usklajeni z paneli na celotni potezi trase drugega tira.
Varovalne ograje na obeh konzolah so cevne, z horizontalnimi polnili za vzdrževalca.
2.5 Analiza viadukta
Analiza viadukta se je izvedla s pomočjo programskega paketa SOFiSTiK v.2018, in sicer na dveh ločenih modelih. Linijski model z uporabo linijskih elementov za analizo globalne stabilnosti in nosilnosti objekta, ter ploskovni lupinski model z ploskovnimi štirioglatimi elementi za preklado ter volumskimi elementi za stebre za analizo lokalnih vplivov, prečnih vplivov ter primerjavo izračunov med obema modeloma. Izvedeno je bilo tudi več ploskovnih in volumskih lokalnih modelov za analizo lokalnih učinkov.
Slika 3: linijski model za globalno analizo, z kabli v konstrukciji.
Slika 4: lupinski in volumski model za globalno analizo, z kabli v konstrukciji.
Objekt je analiziran na vplive stalnih, spremenljivih in izrednih obremenitev, in sicer:
• Vplivi lastne teže, krova, reologije in prednapetja
• Prometni vplivi na objektu: vpliv LM71 in SW/2 za grupe prometnih obremenitev GR11-12 in GR16-17, z faktorjem alfa=1,21 za vplive železniškega prometa na tirih
• Prometni vplivi na objektu: vpliv LM1 z enim voznim pasom na levi konzoli in vpliv pešcev na desni konzoli
• Temperaturni vplivi, vplivi posedkov podpor, veter v,b=30 m/s za kategorijo terena III.
• Seizmični vpliv (potres) za vrsto tal A in projektni pospešek temeljnih tal 0,125 g
• Vpliv požara na osnovi požarne krivulje RABT-ZTV train za 90 minutno trajanje požara v skladu z požarno študijo
2.6 Požarna analiza viadukta
Vplivi požara na konstrukcijo so obdelani v elaboratu na osnovi nazivne požarne krivulije RABT-ZTV train, ter dodatno napredna mehanska analiza za oceno požarne odpornosti.
Analiza je bila razdeljena v dve neodvisni fazi in sicer v toplotno in mehansko analizo, za dva požarna scenarija. Napredna mehanska analiza je bila izvedena skladno s standardom SIST EN 1992-1-2. Mehanske in toplotne karakteristike betona, armature in prednapetih kablov so bile prav tako upoštevane skladno s standardom SIST EN 1992-1-2.
Rezultati napredne mehanske analize kažejo, da je konstrukcija sposobna prevzeti požarno obremenitev za oba analizirana požarna scenarija skladno s požarno krivuljo RABT-ZTV train.
3. TEHNOLOGIJA GRADNJE IN GRADNJA VIADUKTA
3.1 Tehnologija gradnje
Tehnologija gradnje je bila na fiksnem nepomičnem podpornem odru, v 3 delovnih taktih dolžin 50+90+70 m.
Tehnologijo gradnje je narekovala dispozicijska zasnova objekta, ter zahtevne morfološke razmere na terenu. Posebnost je izjemno velika lastna teža prekladne konstrukcije, cca. 64 ton/m, katero je morala podporna konstrukcija prevzeti.
Vertikalne podpore so bili jekleni stolpi v taktu 1 in 2, ter AB grede v delu takta 3. Višina začasnih jeklenih podpornih stolpov je znašala do 22 m. Razponski oder je bil sestavljen iz nosilne rešetke in HEB profilov.
Slika 5: jeklene začasne podpore za betoniranje preklade takta 2.
Slika 6: jeklene začasne podpore za betoniranje preklade takta 1, z razponskim odrom iz jeklenih HEB profilov in rešetke, ter stabilizacijska brana pod opornikom os 1.
Slika 7: končan viadukt, pogled iz podpore os 2 proti oporniku os 1.
Slika 8: končan viadukt, pogled iz podpore os 3 proti oporniku os 4.
Pripravil: Aljoša Klobučar, univ.dipl.inž.grad.
Nazaj