ODBORNÝ DVOJMESAČNÍK ZAMERANÝ NA NAJNOVŠIE POZNATKY O VÝVOJI MOBILNÝCH PRACOVNÝCH STROJOV A O ICH APLIKÁCII V PRAXI

Systém hospodárenia s mostami


S mostami v zásade súvisia štyri hlavné činnosti, a to výskum, projektovanie, výstavba a nakoniec správa, údržba i rekonštrukcie. Na rozvoji teórie a výskumu sa podieľajú kvalifikovaní špecialisti, fundovaní odborníci vo svojom odbore. Máme skúsených projektantov, ktorí dokázali pripraviť realizáciu aj tých najnáročnejších mostných stavieb. Mosty stavajú renomované a špecializované podniky s osvedčenými technicko-organizačnými pracovníkmi. Do dokončenia sú teda mostné objekty v starostlivosti erudovaných odborníkov. Výsledkom ich spoločnej práce sú často pozoruhodné diela v súlade so svetovým vývojom v mostnom staviteľstve.

Spoľahlivú funkciu mostnej konštrukcie počas celej predpokladanej životnosti však garantuje predovšetkým štvrtá spomínaná činnosť, a to včasná a odborná údržba.Zabezpečujú ju správcovia mostov. ŽSR delegujú tieto činnosti mostným obvodom, oblastným riaditeľstvám a traťovým správam. Národná diaľničná spoločnosť zaisťuje správu a údržbu mostných objektov situovaných v sieti diaľnic. Na cestách I. triedy zase Slovenská správa ciest. Regióny samostatne spravujú cesty nižších kategórií. Podobne správcami mostov na miestnych komunikáciách sú samosprávne orgány miest a obcí. Väčšinu povinností a právomocí presúvajú na špecializované odborné organizácie. Na pracovníkoch týchto inštitúcií často spočíva zodpovednosť za náročné havarijné rekonštrukcie dôležitých mostov. Ukazuje sa potreba lepšie vybaviť tieto organizácie nielen personálne, materiálne, ale aj informačnými zdrojmi. 

V prípade mostov na pozemných komunikáciách databázy udávajú, že v súčasnosti evidujeme na diaľniciach, rýchlostných komunikáciách, cestách I. až III. triedy a miestnych komunikáciách spolu 7 861 mostov. Až 90,6 % z nich zhotovili z betónu, zo železobetónu a z predpätého betónu. Spravidla najväčšie z ocele tvoria 3,4 % podiel a 0,2 % časť má spriahnutú oceľobetónovú nosnú konštrukciu. Zvyšných 5,8 % mostov postavili z iných materiálov, teda z kameňa, tehál alebo dreva. Z dostupných prameňov vyplýva, že okolo 34,2 % existujúcich mostných objektov nespĺňa súčasné kritériá spoľahlivosti. Dokonca až 2,5 % sa nachádza vo veľmi zlom až v chatrnom stave. Predstavuje to asi 195 mostov, pričom priamo v havarijnom stave vyžadujúcom okamžité rekonštrukčné zásahy sa nachádza až 15 mostov. 

Z celkového počtu 2 285 mostných objektov na železnici má asi 78 % betónový nosný systém a zvyšujúci 22 % podiel z ocele alebo z iných materiálov. Približne 27,9 % mostov presahuje lehotu exploatácie 77 rokov a 17,8 % má dokonca vek nad 100 rokov. 

Podmienky prevádzky na moste sa v porovnaní s časom, keď bol most navrhnutý a postavený, výrazne menia. Najmä prevádzkové zaťaženie mostov na pozemných komunikáciách vykazuje v priebehu rokov premenlivejší a rôznorodejší charakter v porovnaní so železnicou, pretože hmotnosť cestných vozidiel nepodlieha kontrole. Mosty na pozemných komunikáciách sú pri prevádzkovom zaťažení namáhané veľmi zložitým spôsobom, reflektujúcim náhodnú skladbu dopravného prúdu cestných vozidiel. Od nápravových síl, usporiadania náprav, šírky, dĺžky až po celkovú hmotnosť alebo hustotu prevádzky. Ďalej premenlivé v čase, ale aj mieste podľa polohy vozidiel v jednotlivých jazdných pruhoch pozemnej komunikácie. Stanovenie charakteristického zaťaženia je preto náročné a predpisy o zaťažení mostov sa na pozemných komunikáciách často menia. Veľké zmeny v skladbe pohyblivého zaťaženia vrátane jeho dynamických účinkov a frekvencie nepostihnuté v pôvodnom návrhu spôsobujú preťažovanie a mechanické poškodenie maximálne exponovaných miest mosta. 

Prepočet zaťažiteľnosti starších mostov nemusí pri zachovanej konštrukcii vždy svedčiť o potrebe zosilnenia. Niekedy zisťujeme, že limitujúce miesta mosta sú veľkoryso dimenzované. K vytvoreniu rezerv únosnosti, ktoré s výhodou dnes využívame, viedli našich predchodcov obmedzené skúsenosti pri projektovaní a technológii výroby. S vývojom však znalosti rýchlo vzrastali. Navyše, elementárny charakter predpisov na výpočet a návrh detailov nám zabezpečil ďalšie rezervy. Okrem toho tiež neistota stanovených mechanických vlastností a z toho plynúce nízke využívanie skutočnej pevnosti materiálov. Ale takisto jednoduchosť spôsobov výpočtu vnútorných síl a dimenzovania konštrukcie. 

Mnohé mosty nevyhovujú z hľadiska priestorového usporiadania. Nepostačujúci priechodný prierez alebo výškové a smerové pomery znižujú výkonnosť príslušnej pozemnej komunikácie.Zastarané konštrukčné detaily, ako aj nevhodné koncepčné riešenie starších mostov majú veľký vplyv na dĺžku životnosti týchto konštrukcií a na rezervy v ich únosnosti. Spojom a ďalším detailom musí byť venovaná potrebná pozornosť, pretože únosnosť mosta limituje jeho najslabšie miesto. 

Mechanické poškodenia vznikajú spravidla pri prevádzke od nárazov vozidiel do mostnej konštrukcie alebo už pri montáži mosta. Poškodenia vyvodené týmito haváriami spôsobujú najmä pretrhnutie jednotlivých elementov alebo deformácie konštrukčných častí. Okrem spomínaných nehôd sú časté nárazy od nadmerných nákladov, presahujúcich priechodný prierez alebo dopravný priestor.

Zvýšená frekvencia pohyblivého zaťaženia zvýraznila dôležitosť únavových porušení detailov mostnej konštrukcie. Prejavujú sa trhlinami, vznikajúcimi už pri relatívne nízkych napätiach. Únava ako proces kumulácie poškodení intenzívnejšie vzniká najmä v oblastiach maximálnej koncentrácie napätí.Zvýšená intenzita zaťaženia a jeho rýchlosť spolu s nízkou teplotou a pri existencii silných koncentrátorov napätí, často v oblasti mechanických porušení, zvyšujú pravdepodobnosť krehkých porušení, keďže vrubová a lomová húževnatosť sa v minulosti neoverovala.

V projekčnej praxi sa prioritne sleduje splnenie kritérií medzných stavov. Súčasne sa hodnotí návrh z ekonomických aj estetických hľadísk. Vhodnosť konštrukcie z aspektu trvanlivosti mosta sa vo všeobecnosti posudzuje iba zbežne. Nevhodné dispozičné a konštrukčné riešenia, ktoré nechránia nosnú konštrukciu pred rýchlym znehodnotením, dokumentujú tento prístup.Optimálny návrh nosnej konštrukcie má však umožniť hlavne rýchly odvod vody a ľahké odstránenie ďalších agresívnych činiteľov z mosta. Zásadný význam má najmä rýchle a úplné odvedenie odpadovej vody z jeho mostovky, najväčšmi vystavenej agresívnym účinkom. Navyše táto časť mosta bezprostredne preberá dynamické účinky pohyblivého zaťaženia. Obvykle limituje únosnosť celého mosta. Pretekanie cez vozovku a nosný podklad zapríčiňuje tiež znehodnocovanie pozdĺžnikov a priečnikov, teda celú nosnú konštrukciu mostovky. Premŕzanie betónu aj mechanicky rozrušuje nosný podklad. Návrh odvodnenia vozovky má preto eliminovať komplikované spôsoby odvedenia vody z mosta. Pri najkratšej a jednoduchej ceste odpadovej vody býva mostovka v dobrom stave.

V miestach záporných spádov alebo neudržiavaných nerovností vozovky dochádza k zhromažďovaniu vody dlhodobo atakujúcej najskôr jej povrch. Aj keď asfaltová vrstva by mala byť prakticky nepriepustná, miestne poškodenia od dynamických účinkov vozidiel umožnia prienik vody do vozovky. Izolácia na mostoch v minulosti bola často zhotovená z menej kvalitných materiálov a v neadekvátnych poveternostných podmienkach. Voda sa tak väčšinou predsa dostane až k nosnému podkladu, ktorý postupne degraduje. Izolácie tak treba pokladať len za druhoradú ochranu. Hlavný význam má preto kvalita návrhu, zhotovenia a osobitne náležitá údržba. 

Udržiavacia činnosť sa v zásade delí na prehliadky mostov a na ich vlastnú údržbu. Informatívne základné údaje o objektoch sú zistiteľné z pasportných údajov. Avšak súčasný stav umožňujú stanoviť iba systematické prehliadky premostení. Poskytujú aktuálne informácie, ktoré dovoľujú plánovať, operatívne usmerňovať a riadiť na požadovanej úrovni režim údržby.V prvom rade bežnéročné prehliadky vykonávané obvykle na jar po snehu by mali zaisťovať odborní pracovníci, poverení stálym výkonom údržby mostov. Ich povinnosťou je kontrolovať všetky prístupné časti mostov. S potrebou neustálej údržby, aby zostávali v čistote, alebo iba s menšími operatívne opraviteľnými nedostatkami.Väčšie defekty sa signalizujú nadriadenému orgánu, ktorý by mal zabezpečiť ich včasnú opravu. Výdavky na riadnu údržbu či na včasné odstránenie chýb predstavujú zlomok nákladov, ktoré by bolo v opačnom prípade treba vynaložiť na rekonštrukciu vyvolanú rozšírením poškodení mosta.

Vlastná kvalita a spôsobilosť mostného objektu sa určujú pri hlavnýchprehliadkach, ktoré prebiehajú pravidelne v intervale štyroch rokov. Ich výsledky tvoria podklad na rozhodnutie o spôsobe prípadnej rekonštrukcie. Okrem povereného orgánu nadriadeného správcovi môžuhlavné prehliadky mostov robiť aj zmluvne zaistené odborné organizácie. Ovýsledkoch hlavnej prehliadky sa spíše podrobný záznam, opisujúci zistené chyby s návrhom potrebných opatrení a s termínom ich vykonania. 

Vizuálne a využitím súčasných diagnostických metód sa postupne preveruje celý mostný objekt s cieľom identifikovať chyby a anomálie. Teda od spodnej stavby cez nosnú konštrukciu až po mostný zvršok a príslušenstvo. Pri vodnom toku v priestore pod mostom môže dochádzať k náhlym zmenám dna. S dôsledkom odkrývania a podomieľania základov mostných podper a rozrušovania svahových kužeľov. Známe podmienky prietoku vody, zistené pohyby ľadov v priebehu roka, ale aj za dlhšie obdobie uľahčujú stanoviť príčiny existencie a rozvoja trhlín, vychýlení a posunutí podper mosta z pôvodnej polohy. Ďalej tiež lepšie objasniť poškodenia nárazmi alebo inými mechanickými vplyvmi. Ako aj stanoviť stupeň zvetrania muriva, v prípade oceľových podpier oslabenia koróziou. 

Prídavné parazitné sily produkuje nesprávna vzájomná poloha jednotlivých častí ložísk alebo neadekvátna tuhosť uloženia na podperách. Z tohto dôvodu treba kontrolovať aj ich možné znečistenie alebo prípadné poškodenie. V dôsledku možného putovania ložísk môže dochádzať k prestaveniu dilatácií, preto vyžadujú preverenie vyžadovaného rozsahu.

O stave a pôsobení nosnej konštrukcie mosta užitočné informácie poskytuje geodetické zameranie výškovej a smerovej polohy. Pri evidentných odchýlkach je nutné stanoviť príčiny a ďalej most sledovať mimoriadnymi prehliadkami. Okrem toho overiť vplyv nárastu týchto deformácií na zaťažiteľnosť mosta. Prehliadkou vozoviek a chodníkov na mostoch sa zisťuje stupeň opotrebenia a väčšie nerovnosti. Podľa príčin, ktoré ich vyvodili, ide o výtlky, prehĺbeniny a výmrazky. Pozornosť treba venovať trhlinám v konštrukcii vozovky. Osobitne na koncoch mosta pri prechodových konštrukciách a odvodňovačoch, pretože predstavujú extrémne zaťažené vozovkové oblasti. Z uvedených dôvodov si zvláštnu pozornosť vyžaduje odvodnenie mosta. Vysunutie mreží odvodňovača nad vozovku vplyvom deformácií rapídne znižuje hydraulickú kapacitu. Podobne jeho upchatie od nečistôt.Stav zábradlia a zvodidiel je dôležitý nielen z hľadiska vzhľadu, ale aj pre bezpečnosť prevádzky na moste.

Prehliadky mostov dodávajú informácie, ktoré slúžia na klasifikáciu stavebného stavu. Táto základná charakteristika objektu tvorí hlavný podklad na tvorbu programu údržby a naliehavosti opráv alebo rozhodnutí o spôsobe rekonštrukcie. Stavebný stav charakterizuje sedem stupňov, a to podľa rozsahu a charakteru zistených nedostatkov. Od bezchybového stupňa I, veľmi dobrého stupňa II až po havarijný stupeň VII. 

Náležite udržiavané mostné objekty vykazujú relatívne dlhú fyzickú životnosť, prekračujúcou obvykle dnes predpokladané obdobie sto rokov. Najmä spodná stavba, ktorej základným stavebným materiálom býval kameň a neskôr betón, nesie menšie stopy opotrebovania v porovnaní s hlavnou nosnou konštrukciou. V prevádzke sú teda mosty navrhnuté a postavené pred mnohými rokmi až po súčasnosť. Aktuálnu únosnosť mosta preto charakterizuje jeho zaťažiteľnosť. Limituje hornú hranica hmotnosti pohyblivého zaťaženia, ktoré môže po moste prechádzať, stanovenú pre dopredu určené podmienky využitia materiálu. Plynie z inverzného statického prepočtu pri známych materiálových a prierezových charakteristikách. Ako aj z aktuálneho stavebného stavu stanoveného prehliadkami a diagnostickým prieskumom. Výpočet  zaťažiteľnosti mostného objektu si tak niekedy vyžaduje náročnejšiu prácu ako návrh nového mosta.

Aby sa priemerne zlepšil technický stav našich mostov ako investične náročných inžinierskych diel, spoločnosť musí mať evidentne väčší záujem, aby tieto objekty čo najdlhšie slúžili svojmu poslaniu. Aktuálnosť údržby a s ňou súvisiacich činností potvrdzuje uvedený rozbor súčasnej situácie v mostnom hospodárstve. Skutočnosti uvedené v príspevku  ilustrujú, že dnes už existujú progresívne postupy a objektívne podklady pre efektívnu správu mostného hospodárstva.

prof. Ing. Ján Bujňák, CSc.

SvF ŽU v Žiline


Fotogaléria k článku