Nowoczesne prefabrykaty wspierają inwestycje kolejowe

Są one integralną częścią modernizowanych i budowanych linii kolejowych. Jednocześnie mają kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa ruchu kolejowego, dlatego tak ważny jest stan techniczny przepraw. Rosną wymagania w tym zakresie często wynikające z dyrektyw unijnych, a także z rozwoju techniki i coraz większych prędkości pociągów.
Takim wyzwaniom wychodzą naprzeciw prefabrykowane konstrukcje mostowe. Uchwała PKP Polskich Linii Kolejowych podkreśla, że tam, gdzie to możliwe, obiekty inżynieryjne powinny być wykonywane w oparciu o produkcję prefabrykowaną.

Taki trend widać także na świecie. Na budowie kolei dużych prędkości (HS2) w Anglii powstaje szereg mostów i wiaduktów. Wszystkie są wykonywane z prefabrykowanych segmentów, a wykonawcy wciąż wprowadzają innowacyjne rozwiązania. Na wyspie Reunion, terytorium zamorskim Francji na Oceanie Indyjskim, z prefabrykowanych elementów wykonano most drogowy o długości 5,4 km otaczający część wybrzeża. Elementy prefabrykowane stosuje się także w Polsce. Przykładem są mosty kolejowe na szlaku Kraków–Wieliczka czy modernizacja linii kolejowej nr 109. We wszystkich takich przypadkach prace trwają krócej, niższe są też koszty na etapie wznoszenia i eksploatacji, zmniejsza się też emisja gazów cieplarnianych.

Kapa chodnikowa – ważny element mostu

Ważnym elementem wyposażenia mostów są kapy chodnikowe umożliwiające obsłudze przemieszczenie się wzdłuż przeprawy dla realizacji np. prac utrzymaniowych. Kapy projektuje się z uwzględnieniem bezpieczeństwa użytkowników, tak by zminimalizować ryzyko wypadków. Zapewniają to odpowiednia szerokość, poręcze, bariery ochronne, czy ekrany przeciwporażeniowe. Odpowiednio zaprojektowana kapa pozwala na łatwy dostęp do instalacji technicznych i umożliwia ich bezpieczną obsługę. Jednocześnie musi być odporna na wpływ zmiennej pogody – deszczu, śniegu, mrozu czy promieniowania ultrafioletowego (UV). Niezwykle ważny jest dobór trwałych materiałów budowlanych oraz właściwe wykończenie powierzchni, a także ich bezawaryjne użytkowanie. Tak wykona kapa będzie użytkowana przez długie lata, a jednocześnie zapewni łatwy dostęp do obiektu. Spełnienie wszystkich tych warunków użytkowych i utrzymaniowych powoduje, że kapa chodnikowa będzie funkcjonować bezpiecznie, bezawaryjnie i bezobsługowo.

Nowoczesna kapa z kanałem technologicznym
Właśnie takie cechy ma nowoczesna prefabrykowana kapa Capaard A01. Pełni trzy funkcje: jest chodnikiem technologicznym dla pracowników, kanałem kablowym dla bezpiecznego poprowadzenia sieci kablowych przez obiekt, a także estetycznym wykończeniem powierzchni bocznej. Prefabrykat to skrzynka zamknięta złożona z dwóch rozłącznych elementów. Pierwszy ma podstawę w kształcie litery „u” zamocowaną do elementów konstrukcyjnych. Ścianka zewnętrzna posiada kotwy do mocowania balustrady i stanowi powierzchnię elewacji obiektu. Jej podstawą jest koryto kablowe do przeprowadzenia między ściankami rur osłonowych. Drugi element to pokrywa w formie płyty o prostokątnym przekroju poprzecznym oparta na ściankach podstawy. Jej górna powierzchnia ma antypoślizgowy wzór w postaci ryflowania. Płyty nie łączy się trwale z korytem, można ją wymieniać lub demontować. Taka budowa kapy Zapewnia bezpieczny dostęp do kanału kablowego, a nawierzchnia chodnika pozwala na bezpieczne przemieszczanie się pracowników.
Kapa Capaard A01 jest prefabrykatem stworzonym do ułatwienia i przyspieszenia robót prowadzonych przez wykonawcę oraz późniejszych niezbędnych prac konserwacyjnych i inspekcji. A te mają kluczowe znaczenie dla utrzymania infrastruktury kolejowej.
Doskonałym dowodem na efektywność i wartości prefabrykatu Capaard A01 jest jego udane zastosowanie na budowie obiektów mostowych na linii kolejowej E75 w Ełku. Prace realizowano na trzech wiaduktach i moście przez rzekę Ełk.

System mostowy wypełnia lukę w rozpiętościach
Na etapie wdrażania jest prefabrykowany system mostowy Capaard M01 przeznaczony dla obiektów o rozpiętości 12-25 m jedno lub wieloprzęsłowych. Składać się będzie z prefabrykowanego przęsła oraz podpór, które mogą zostać wykonane zarówno w postaci prefabrykatów jak i monolitycznej wykonanej in situ.
Głównym celem projektowanego rozwiązania jest optymalizacja konstrukcji, przyspieszenie realizacji, zmniejszenie kosztów, redukcja zaangażowania robotników itp. Osiąga się to poprzez: rezygnację ze schematu wolnopodpartego ustroju nośnego i zastosowanie układu ramowego. Naturalną konsekwencją takiego podejścia jest eliminacja dylatacji ustroju nośnego, łożysk oraz wpustów odwodnienia.
System z powodzeniem można zastosować dla nowo projektowanych obiektów oraz jako rozwiązanie zamienne umożliwiające optymalizację zatwierdzonego projektu. System składa się z dwóch zasadniczych elementów – pierwszy to samonośne prefabrykowane przęsło, a drugi – prefabrykowany wspornik.

Trzy fazy budowy

Realizacja obiektu odbywa się w trzech fazach. Podczas pierwszej fazy wykonane zostaną fundamenty i podpory z dostosowaniem zbrojenia i przerw roboczych, które umożliwią połączenie ze zbrojeniem prefabrykatów pomostu i nadbetonu. Podpory betonuje się do wysokości zapewniającej możliwość oparcia prefabrykatów pomostu. Natomiast przerwy robocze będą dostosowane do długości zakładów zbrojenia głównego węzła ramy.
W trakcie fazy drugiej układane są prefabrykaty pomostu. Pierwszy element zostanie wykonany w formie samonośnego przęsła dźwigarobetonowego ze zbrojeniem przygotowanym do zespolenia w fazie trzeciej z nadbetonem i elementem drugim, czyli prefabrykowanym wspornikiem. Prefabrykowane przęsło podpiera się na przyczółkach bez konieczności stosowania dodatkowego podparcia.

Obiekt może składać się z dwóch lub czterech samonośnych przęseł prefabrykowanych . Wynika to z gabarytów transportowych, zarówno wymiarów elementów jak i wagi, które w znaczący sposób wpływa na zastosowany do montażu sprzęt.
Dla lepszego zespolenia elementów oraz wyeliminowania zjawiska klawiszowania, pomiędzy poszczególnymi elementami zostaną ukształtowane zamki. Takie rozwiązanie pozytywnie wpłynie na jakość i szczelność pomostu. W fazie montażowej (drugiej) elementy wspornika podpiera się na prefabrykowanych przęsłach oraz na przyczółkach za pośrednictwem systemu umożliwiającego regulację wysokości krawędzi zewnętrznej wspornika. Elementy zaprojektowano z wypuszczonym z prefabrykatów zbrojeniem służącym do uciąglenia węzła ramy oraz zespolenia.
Zespolenie i uciąglenie konstrukcji ramowej obiektu odbywa się w fazie trzeciej. Polega ono na dozbrojeniu węzła układu ramowego i warstwy nadbetonu.

Odpowiedź na oczekiwania

Rozwiązanie Capaard M01 to wyjście naprzeciw oczekiwaniom Zamawiającego, dla którego priorytetem jest dążenie do prefabrykacji oraz skracania czasu realizacji inwestycji i zamknięć linii kolejowych. Kolejne zalety systemu mostowego to zwiększona trwałość konstrukcji, osiągnięta dzięki wykonaniu elementów w zakładzie produkcyjnym w optymalnych warunkach. To także zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych obiektu w wyniku rezygnacji urządzeń awaryjnych tj. z dylatacji, łożysk i wpustów odwodnienia.
Dla Wykonawcy atutem będzie również krótszy czas realizacji i zmniejszenie zapotrzebowania na pracowników wykonujących konstrukcję obiektu. Przyspieszenie realizacji przełoży się na korzyści finansowe zlokalizowane w kosztach pośrednich firm budowlanych, jak mniejsze zaangażowanie nadzoru budowy, zaplecza, ochrony czy sprzętu. W przypadku rozwiązania Capaard M01 dodatkową zaletą jest eliminacja wrażliwych elementów obiektu, takich jak dylatacje, łożyska i system odwodnienia. Dzięki temu nie są potrzebne ich naprawy gwarancyjne.

Korzyści z wykorzystywania prefabrykacji w obiektach mostowych

• niższe koszty
• krótszy czas montażu konstrukcji
• redukcja liczby pracowników