Rekonstrukce Negrelliho viaduktu

Projekt rekonstrukce komplexně řeší nevyhovující stav mostní konstrukce, železničního svršku, zabezpečovacího, sdělovacího a silnoproudého zařízení a trakčního vedení a má zajistit plnění závazných parametrů modernizované trati. Stavba zahrnuje zejména odstranění vestaveb a přístaveb, zvýšení únosnosti jak podzákladí pilířů, tak pilířů samotných a v případě identifikace poruch s vlivem na únosnost kleneb jejich kompletní přestavbu.

V kolejišti byly umístěny nové moderní výhybky, protihluková opatření aplikována na kolejnice a antivibrační rohože pod štěrkovým ložem. Proběhla rekonstrukce železničního spodku a byl položen nový železniční svršek. Zastaralá mechanická zařízení nahradila moderní elektronická zabezpečovací a sdělovací zařízení, čímž se výrazně omezil vliv lidského činitele a došlo ke zvýšení bezpečnosti provozu.

Základní údaje o stavbě

Negrelliho viadukt leží v traťovém úseku Praha Masarykovo nádraží – Praha Bubny, který je součástí tratí Praha Masarykovo nádraží – Děčín hl. n. (TÚ 0801) a Praha Masarykovo nádraží Hrabovka – Praha Masarykovo nádraží Karlín (TÚ 1505). Most byl uveden do provozu v roce 1850. V roce 1875 byl doplněn o tzv. spojovací viadukt pro trať Hrabovka – Karlín. Celkem je Negrelliho viadukt tvořen z 15-ti samostatných mostních objektů. Obě uvedené časti trati jsou součástí celostátní dráhy, vlastníkem je ČR zastoupená SŽDC s.o., provozovatelem drážní dopravy je společnost ČD a.s. Most je spolu s hradlem čp. 249 zapsán ve Státním seznamu nemovitých kulturních památek.

Stavebníkem je Správa železniční dopravní cesty, státní organizace. Zdroj financování EU je z programu Nástroj pro propojení Evropy (CEF), národní spolufinancování zajišťuje Státní fond dopravní infrastruktury. Generálním projektantem je společnost SUDOP PRAHA a.s. Rekonstrukci mostu provádí sdružení firem HOCHTIEF CZ a.s. (Divize dopravních staveb), STRABAG Rail a.s. a AVERS, spol. s.r.o. Stavební činnost probíhala za úplné výluky provozu na mostě v období 04/2017 – 05/2020. Do 12/2020 budou probíhat dokončovací práce. Rekonstrukce Negrelliho viaduktu je úzce provázána s plánovanou stavbou „Modernizace trati Praha – Kladno“, kterou umožňuje návazně realizovat.

Od výstavby až po rekonstrukci

V roce 1841 byl Dvorskou komorou císaři Ferdinandovi předložen návrh na stavbu šesti tratí rozbíhajících se z Vídně do center Rakousko uherské monarchie. Mezi prvními měla být vybudována trasa propojující Vídeň s Prahou, s pokračováním do Drážďan. V roce 1842 bylo za tím účelem ve Vídni zřízeno Generální ředitelství státních drah. Vedením pražsko-drážďanské dráhy byl pověřen Ing. Jan Perner, český vlastenec, který ale těsně před započetím stavby nešťastně zahynul na následky nehody v Choceňském tunelu. A tak byl vrchním inspektorem jmenován Alois Negrelli, průkopník dopravního stavitelství, rakouský inženýr italského původu, po kterém nese viadukt své jméno. Výstavba probíhala mezi lety 1846 – 1849, podílelo se na ní až 3000 dělníků různých národností a stavební náklady dosáhly jednoho a půl milionu zlatých. Při stavbě byly poprvé ve větší míře použity parní zvedací stroje a parní beranidla, která se používala k beranění dubových kůlů pod budoucí mostní pilíře. Z pískovcového zdiva (nebo žulového zdiva, v případě plochých kleneb přes obě ramena Vltavy) bylo zbudováno 87 kleneb. Osm kleneb (přes Vltavu) dosahuje světlosti 25,3 m, ostatní mají světlost 6,39 – 10,75 m. Pilíře mostu byly vystavěny z lomového opukového kamene loženého na maltu, s lícovým zdivem z pískovce. U kleneb přes Vltavu byl líc pilířů zbudován opět ze žulových kvádrů. Část kleneb a pilířů od ulice Za Poříčskou branou směrem k autobusovému nádraží Florenc byla vystavěna ze zdiva cihelného, z tzv. cihel zvonivek, tedy ostře pálených a odolných více proti povětrnosti. Některé klenby a pilíře jsou čistě z cihelného zdiva, místy v kombinaci s pískovcem (průčelní zdi a čelní pás klenby a také líc pilířů). V roce 1875 (v době krátce po zbourání městských hradeb) byl postaven tzv. spojovací viadukt pro trať Hrabovka – Karlín ze zdiva cihelného u kleneb i pilířů a se dvěma ocelovými příhradovými mosty. Se svými 1110 m, které měl viadukt po dokončení, se stal ve světovém měřítku unikátem, mnohde se v té době stavěly obdobné mosty ještě ze dřeva. Stavbaři odvedli úctyhodnou práci, most odolal povodním, zubu času i zvyšujícímu se zatížení od železničních souprav.

V průběhu 20. století byla dispozice mostu různě upravována. Pravděpodobně v roce 1932 došlo k náhradě části viaduktu na jeho začátku, u nynějšího autobusového nádraží, jednopolovou deskou se zabetonovanými nosníky zajišťující průchod bývalé uhelné koleje. Původní příhradový most přes ulici Pernerova byl v 50. letech nahrazen ocelovou konstrukcí se spřaženou železobetonovou deskou. O něco později byla část kleneb – v místech křížení s ulicemi Křižíkova a Bubenské nábřeží nahrazena jinými konstrukcemi, z důvodu nedostatečné šířky a výšky pro provoz ve městě. Část viaduktu nad Křižíkovou ulicí byla v letech 1954–1956 nahrazena nosnou konstrukcí z prefabrikovaných nosníků z předem předpjatého betonu. Jednalo se o první realizaci tohoto typu konstrukce na železnici u nás. V roce 1981 nahradila klenby přes Bubenské nábřeží dvojpolová nosná konstrukce z dodatečně předpjatých nosníků KT. Podle částečně zachované archivní dokumentace byly ve 30. – 50. letech některé klenby přezděny z nových pískovcových kvádrů, případně byl zcela vyměněn líc pilířů a průčelních zdí. Kvalita použitého pískovce byla zřejmě velmi různorodá a bylo patrně již tehdy nutné dosloužilé kameny vyměnit. Některé cihelné i pískovcové klenby byly v této době nahrazeny železobetonovými klenbami na původních pilířích mostu.

Účel rekonstrukce

Hlavním důvodem rekonstrukce mostu byl špatný technický stav klenbových konstrukcí.  Vlivem poruch izolace a odvodnění a následného zatékání vody do konstrukce vykazovaly klenby řadu poruch a vyžadovaly sanaci zdiva nebo výměnu zdících prvků. Bylo nutné vyměnit a obnovit systém odvodnění mostu a provést zesílení vybraných základů pilířů a zpevnění zdiva injektáží. V některých případech bylo vzhledem k rozsahu poškození zdiva nutné klenby kompletně rozebrat, dosloužilé kameny nahradit novými a klenby, případně i s pilíři znovu vyzdít.

Cílem stavby bylo zajistit plnění závazných parametrů modernizované trati. Jedná se především o prostorovou průchodnost GC, traťovou třídu zatížení D4, úpravy geometrických parametrů koleje odstraňující lokální omezení rychlosti, zajištění dostatečné kapacity dráhy, dodržení hygienických limitů hluku a vibrací, nahrazení nevyhovujících konstrukcí a zařízení. Rekonstrukci železničního spodku a nový železniční svršek odrážející se na kvalitě cestování v podobě klidné a plynulé jízdy již mohou cestující ocenit.

Stručný popis rekonstrukce

Důležitým podkladem pro projekt rekonstrukce bylo kompletní fotogrammetrické zaměření konstrukce (boční líc mostu i podhledy kleneb).  Jeho výsledkem bylo získání přesného tvaru konstrukce kleneb a polohy spar mezi kameny (v digitální formě) a zároveň zdokumentován stav konstrukcí a poloha trhlin. Praktickou se ukázala i možnost vyhodnocení hloubky poruch jednotlivých kamenů oproti rovině klenby, která z fotogrammetrie za použití digitálního modelu povrchu konstrukce byla získána. Každý kámen v konstrukci mostu byl v rámci zpracování fotogrammetrie označen unikátním kódem, takže byla zdokumentována jeho poloha a známy jeho rozměry a případné poruchy (trhliny a hloubka odvětrání povrchu kamene). Fotogrammetrie byla dále podkladem pro podrobný restaurátorský průzkum. Ten byl proveden vizuálně a jeho výsledkem bylo stanovení způsobu sanace a čištění pro každý zdící prvek.

Ačkoliv byly prováděny ve velkém rozsahu průzkumy, nebylo možné předem vyloučit, že po odstranění povrchových vrstev kamene, odhalení rubu kleneb, nebo zpřístupnění v době zpracování projektu nepřístupných prostor, bude muset být během stavby rozhodnuto o změně rozsahu sanačních prací, výměně kamenů a případně i přestavbách kleneb.

Viadukt byl rekonstruován v celé své délce, to je 1 413 m. Opraveno bylo všech 100 kusů kleneb, přičemž 8 z nich překlenuje dvě ramena Vltavy, 5 mostních objektů vede přes komunikace, 2 mostní konstrukce, které pocházejí z pozdějšího období, byly nahrazeny a 14 kleneb mělo být podle projektové dokumentace kompletně přestavěno. Při rozebírání kleneb a jejich opětovné výstavbě byl kladen v maximální možné míře důraz na opětovné užití materiálově vhodných kamenů. O jejich vhodnosti rozhodoval doplňkový průzkum prováděný nedestruktivními metodami.

Vzhledem k tomu, že most je státní nemovitou kulturní památkou, téměř třetinu z celkového objemu prováděných prací tvořily restaurátorský průzkum a podrobná diagnostika jednotlivých zdících prvků, na základě které bylo v případě sanace zdiva rozhodováno o dalším postupu sanačních prací.

Na začátku rekonstrukce byly odstraněny vestavby a přístavby v prostoru mostu. Byly zbourány cihlové zdi, kterými byly zahrazeny mostní otvory, včetně vrat, vestavěných pater a dalších konstrukcí, dále byly zbourány přistavěné garáže a dílny i restaurace u Křižíkovy ulice. Zahájení stavební činnosti z úrovně mostovky začalo snesením kolejového lože, trakčního vedení a vedení na mostě. Oproti předpokladu projektové dokumentace nebyla lokalizována roznášecí deska v místech, kde měla být. Ta byla nahrazena vrstvou kameniva, které muselo být přetěženo (byly vybrány velké kusy), aby bylo minimalizováno riziko bodového zatížení klenby při pojezdu mechanizace po mostě. Z důvodu zjištěné vysoké mezerovitosti vnitřku pilířů za lícovým zdivem byla provedena nízkotlaká injektáž jádra pilířů vrty z úrovně mostovky v rozteči cca 700 mm, vyplněných jílocementovou injektážní směsí a s vloženou betonářskou výztuží. Ze stejné úrovně byly provedeny ve vybraných pilířích zemnicí mikropiloty, které budou sloužit pro omezení vlivu bludných proudů na konstrukci mostovky převádějící elektrifikovanou trať. Dále proběhlo odtěžení zásypu kleneb, jejich obnažení, průzkum a sanace z rubové strany.

Souběžně se zahájením prací na mostovce bylo z úrovně povrchu terénu započato s čištěním líců kleneb a pilířů. Zdivo kleneb i pilířů bylo očištěno horkou párou a otryskáno tlakovou vodou s živcem a vzhled mostu se tak téměř obnovil ve stavu, kdy byl postaven. Povrch zdiva bylo nutné očistit pro provedení podrobné doplňkové diagnostiky zdicích prvků, která byla nutným podkladem pro stanovení rozsahu jejich výměny.

Zároveň bylo, na základě statického posouzení, zpevňováno tryskovou injektáží podzákladí pilířů. Dále probíhala sanace spodní stavby, za tímto účelem byly v jednom korytě Vltavy zřízeny dvojité nasazené štětovnicové jímky. Ve druhém korytě řeky proběhly práce na sanaci dříků pilířů, a to – vzhledem k zjištěným skutečnostem – potápěčsky.

Nové mostní konstrukce jsou v rámci rekonstrukce Negrelliho viaduktu navrženy pouze tři, přes ul. 1. pluku a ul. Křižíkova a na začátku viaduktu – přes bývalou uhelnou kolej, dnes neprůjezdný otvor, a nahrazují ty stávající konstrukce, které z dnešního hlediska již technicky a provozně nevyhovují.

Klenbové mosty

U klenbových mostů – pro zajištění stability a zachování tvaru kleneb při odtěžování zásypu jejich rubu – byly provedeny podpěrné skruže, které plnily svoji funkci až do doby opětovného vyplnění rubu kleneb zásypem, navrženým z mezerovitého betonu. Potom bylo možné skruže demontovat, protože klenby po přitížení rubu novým materiálem opět staticky fungovaly, jak měly, a nehrozila jejich deformace.

Po podskružení kleneb bylo provedeno odbourání původního zábradlí a říms mostu a postupné odebírání zásypu z rubu kleneb s následným mechanickým očištěním. Poté byl celý vnitřní povrch opatřen vyrovnávací stěrkou, která sloužila jako podklad pod navržený hydroizolační systém. Účelem stěrky bylo vyrovnání výrazných nerovností na rubu klenby, protože kameny nebylo zvykem z rubové strany opracovávat. Vzhledem k umístění vyrovnávací stěrky byl kladen důraz na její materiálové vlastnosti, a to především nízké smrštění a rozvoj trhlin při provedení na nerovnou plochu stávající klenby, kvalitou odpovídala minimálně betonu C 25/30 X0, alternativně zde bylo využito místo stěrky na bázi cementu stříkaného betonu v odpovídající kvalitě, a to konkrétně na objektech SO 14-12 a SO 14-14 (mostní objekty nad Vltavou) hlavně z důvodů jednoduššího zpracování, dopravy na vrchol klenby a zarovnání trčících žulových kamenů.

Vzhledem k tomu, že materiál, který byl v původním zásypu, nebylo možné zpětně použít, bylo třeba zvolit nový vhodný zásyp s požadovanými vlastnostmi. Směrodatné bylo zajištění drenážní funkce předepsanou mezerovitostí 20–25 % a zároveň zachování objemové hmotnosti a tlakové pevnosti, z tohoto důvodu byl zvolen mezerovitý beton, který byl ukládán po vrstvách max. tl. 300 mm. Další vrstva mohla být ukládána, až předchozí vrstva dosáhla požadované pevnosti pro omezení tlaků čerstvé směsi na poprsní zídky. Hutnění bylo prováděno pošlapem a ručními válci, tak aby nebyla znemožněna primárně drenážní funkce celého zásypu.

Na odbourané úrovni poprsních zídek mostu byl symetricky od osy pilíře proveden železobetonový úložný práh s ozubem, který byl pomocí vlepovaných trnů z betonářské výztuže kotven do stávajících poprsních zdí. Z boku byl obložen kotveným obkladem z původních pískovcových kvádrů. Kameny byly do úložného prahu kotveny z boku prostřednictvím trnů z betonářské výztuže do vrtů vyplněných vysokopevnostní nesmršťující zálivkou. Na úložný práh navazují z obou stran monolitické bloky z lehce vyztuženého betonu. Tyto bloky byly, stejně jako úložné prahy, kotveny pomocí vlepovaných trnů z betonářské výztuže do poprsních zdí.

Železobetonové roznášecí desky z betonu C 30/37-XC4+XF3 se směsí polypropylenových vláken byly na úložné prahy nasazeny přes ozub. Jednotlivé desky byly dilatovány vždy nad vrcholem klenby, kde mají nulový sklon. Spád desky byl zajištěn jak v příčném, tak podélném směru k odvodňovači, který je umístěn v ose nad pilířem a přes soustavu nerezového odvodnění vyveden poprsní zdí do svislého svodu na vnější straně pilíře. Před zahájením betonáží byly na lícní stranu budoucí desky vloženy matrice s vhodným vzorem, aby bylo docíleno reliéfního povrchu průběžné betonové plochy, imitující povrch pemrlovaného kamene, dle architektonického návrhu. Na roznášecí desku pak byly nasazeny železobetonové římsy, které jsou dilatovány na kratší úseky, tak aby byl omezen vznik smršťovacích trhlin. Na železobetonovou roznášecí desku byla dále položena hydroizolace ze zdvojených asfaltových natavovaných pásů s následnou ochrannou vrstvou z litého asfaltu a antivibrační rohože z přírodního kaučuku. V říjnu 2019 bylo zahájeno sypání štěrku a pokládka kolejí v úseku Bubny – Hrabovka.

Na římsy bylo postupně umístěno nové ocelové zábradlí, které vzhledově odpovídá původnímu zábradlí z roku 1936 a je jedním ze sjednocujících architektonických prvků. Vzor zábradlí byl navržen a schválen speciálně pro rekonstrukci Negrelliho viaduktu. Původně bylo na mostě osazeno mnoho druhů ocelového a kamenného zábradlí, které odpovídalo době, kdy byly provedeny tehdy nové římsy mostu.

Neklenbové mosty

SO 14-01, neklenbový most přes Pernerovu ulici

Nosná konstrukce mostu přes ulici Pernerova byla provizorně zdvižena o 2,5 m na ocelové konstrukci podepřené na bocích opěr na příhradových ocelových stojkách a u ocelových částí bylo provedeno jejich očištění a obnova protikorozní ochrany. Stávající úložné prahy byly odbourány, ložiska demontována a repasována a bylo provedeno zesílení opěr pomocí mikropilot vrtaných z úrovně vršku opěry. Vzhledem k odlišnému směrovému vedení kolejí v novém stavu byla nosná konstrukce v řádu centimetrů příčně i podélně posunuta a spuštěna na nová ložiska uložená na nově vybetonované úložné prahy. Všechny činnosti byly prováděny při zachování automobilového provozu pod mostem. Po dokončení prací byla nosná konstrukce spuštěna zpět na upravenou spodní stavbu. Hmotnost zvedané konstrukce byla cca 220 t.

SO 14-03, most přes ulici 1. pluku

Nosné konstrukce mostu přes ul. 1. pluku – samostatné pro každou kolej, o hmotnosti přes 170 t byly v únoru 2018 demontovány. Následně byl odbourán původní kamenný a částečně betonový úložný práh opěr mostu. Po té proběhla realizace rastru mikropilot (vrtaných skrze stávající dřík opěry do podloží pod základovou spárou), na který byl vybetonován nový úložný práh pro novu konstrukci mostu. Osazení nové ocelové konstrukce proběhlo v květnu roku 2019. Na rozdíl od původního mostu je nový most pouze jednokolejný. Konstrukce nového mostu se skládá ze dvou příhradových nosníků s parabolickým horním pásem a mostovkou se štěrkovým ložem. Mostovka je navržena jako ortotropní, se styčníkovými příčnými výztuhami. Hmotnost použité oceli je 169 t a rozpětí konstrukce je 34,800 m. Celá konstrukce obsahuje 388 svarů v celkové délce více než 256 metrů.

SO 14-05, most přes bývalou uhelnou kolej

U mostu přes bývalou uhelnou kolej byla zbourána původní konstrukce ze zabetonovaných nosníků a následně byla nahrazena novou konstrukcí také ze zabetonovaných ocelových nosníků, včetně úložných prahů kotvených do stávající spodní stavby. Vybetonování nové mostovky, včetně říms, zasypání přechodové oblasti mezerovitým betonem a štěrkem s následným zhotovením ochranných vrstev izolace litým asfaltem, bylo provedeno v roce 2019. V roce 2020 byly na most položeny antivibrační rohože a namontováno zábradlí.

SO 14-07, most přes ulici Křižíkova

Most přes Křižíkovu ulici, stavební objekt SO 14-07, byl prvním železničním mostem v ČR, kde byl uplatněn předpjatý beton. Důvodem k náhradě původních tří kleneb Negrelliho viaduktu mostem z kabelobetonu s rozpětím až 29,73 m byl stále zesilující automobilový provoz a s ním spojená nedostatečná propustnost viaduktu v těchto místech. Jednalo se o dva dvojkolejné mosty nesoucí tratě rozbíhající se protisměrnými oblouky směrem k Masarykovu nádraží a do Libně. Demolované mosty byly v provozu 63 let.

Po demolici mostu následovalo bourání mostních opěr a sanační práce. V polovině roku 2019 bylo osazeno sedm ocelových nosníků o hmotnostech 15,3–21,4 t tvořících budoucí nosnou konstrukci, která byla navržena jako otevřený železobetonový polorám o jednom poli s příčlí vylehčenou ocelovými spřaženými nosníky. Před ukládkou nosníků bylo provedeno robustní zpevnění podzákladí projektovaných opěr sestávající z kombinovaných prvků hlubinného založení tvořených sloupy tryskové injektáže, vyztuženými ocelovými trubními mikropilotami vetknutými do nových železobetonových základových pasů. Architektonické řešení počítá s obkladem betonových opěr ze strojně řezaného pískovce shodného s pískovcem ostatních objektů.

SO 14-15, most přes Bubenské nábřeží

Bubenské nábřeží byla zahájena v roce 2019. Jedná se o dvoukolejný most o dvou polích s nosnou konstrukcí tvořenou prefabrikovanými dodatečně předpjatými nosníky typu KT. Pracím předcházel stavebně technický průzkum, na základě kterého byl specifikován rozsah sanace. V rámci sanace byla provedena reprofilace betonových ploch, obnova izolace, obnova PKO zábradlí a ložisek, obnova odvodnění mostu a úprava přechodové oblasti směrem do Bubnů při zachování spodní stavby i nosné konstrukce z nosníků KT.

Závěr

Poloha viaduktu byla často kritizována již koncem 19. století, kdy se stala tato železniční stavba s postupujícím rozvojem města dopravní překážkou. Byla rovněž brána jako nevítaný zásah do prostoru města, s tím že celá trasa měla být vedena mnohem dále na východ. V době stavby však byly levné venkovské pozemky tehdy pro železnici nejvhodnější a jako takové ovlivnily polohu viaduktu v realizované trase. Podobně jako stavba sama nebyl původně doceněn ani její projektant. Je to patrno i z názvu mostu, který byl po celých sto let označován všeobecně jako "viadukt Společnosti státní dráhy", později jako "železniční viadukt z Karlína do Holešovic".

Jméno autora se objevuje v jeho názvu až v padesátých letech minulého století. I dnes bývá tato stavba vnímána Pražany jako ohyzdná a nepříjemná, která přes všechny rekonstrukce a dodatečné zvětšování světlostí komplikuje dopravu. Málokdo si uvědomuje nejen stáří této mostní stavby, ale i její skutečnou krásu. Díky rekonstrukci tak v neposlední řadě dojde k zachování významné kulturní památky dopravního charakteru.