REVIZE P EDPIS PRO NAVRHOVÁNÍ OCHRANNÝCH OPAT ENÍ PROTI INK M BLUDNÝCH PROUD TP 124, SR5/7(S) A METODIKY M ENÍ DEM Ing. Bohumil Ku era JEKU s.r.o., Limuzská 8, 100 00 Praha 10 - Strašnice Tel. 272 702 597, e-mail:
[email protected] Web: www.jeku.cz
Anotace: Cílem p ednášky je seznámit s obsahem uvedených p edpis a zejména se zm nami, které budou uvedeny ú innost od 1.1.2008. Jedná se zejména o aplikaci praktických zkušeností v oblasti projektování i realizace staveb s uvedenými p edpisy za minulých deset let p i navrhování ochranných opat ení železobetonových konstrukcích i dot ených dalších profesí.
1. Úvod Rezortní p episy pro návrh ochranných opat ení proti ú ink m bludných proud v p sobnosti MD R a eských drah – dnes SŽDC jsou v ú innosti jižsedm, resp. deset let. V tomto období došlo k dynamickému rozvoji stavebnictví, jsme sv dky výstavby dálni ních sítí a koridor eských drah – tedy dnes SŽDC. Rozvoj výstavby p ináší adu nových situací na stavbách. Jsme sv dky rozvoje výstavby tunel , p edpjaté a zav šené mostní konstrukce vytvá í specializovaným pracovištím nové neznámé p i standardních postupech zpracování projektových dokumentací ochranných opat ení, ale i na stavbách samotných. Nelze opominout a zárove vyjád it politování nad novým p edpisem pro ochranu staveb p ed bleskem a p ep tím SN EN 62 305. V neposlední ad byly získány zkušenosti s aktivními ochranami aplikovanými na mostních stavbách. Kone v rámci normaliza ní innosti vznikají nové více i mén dobré standardy, se kterými je nutno se v praxi vypo ádat. Všechny tyto nové poznatky vyvolaly nutnost revidovat doposud zavedené p edpisy. Revize se týká jak p edpis pro návrh ochranných opat ení, tedy technických podmínek TP 124, služební rukov ti SR 5/7, ale i metodik m ení.
2. Používané p edpisy. V sou asné dob se pro m ení vlivu bludných proud železobetonových konstrukcí aplikují normy ady SN 03 83xx a zejména SN EN 50 162, kde národním dodatkem je odkázáno na rezortní p edpisy. Metodika m ení v sou asné dob je provád cím p edpisem obou shora uvedených edpis MD R a SŽDC (d íve D) , tj. technických podmínek TP 124 a služební rukov ti SR 5/7(S). Oba p edpisy jsou v sou asné dob v revizi a budou vydány k 1.1.2008. Metodické pokyny pro m ení vlivu bludných proud na uvedené p edpisy navazují. Služební rukov má metodiku m ení doposud jako nedílnou p ílohu .1 integrovanou do Služební rukov ti SR 5/7 –od roku 2008 bude samostatný materiál. V p sobnosti MD R bude stávající systém len ní zachován s tím, že materiály se vydají k 1.1.2008 jako revidované, Revize p edpis má p edpokládaný datum pro metodiku m ení k 1.1.2008 a pro samotný p edpis TP 124 o rok pozd ji. Revize SR 5/7(S) bude dokon ena a vydána k 1.1. 2008, revize metodiky m ení v p sobnosti SŽDC by m la být vydána o rok pozd ji.
3. Specializované pracovišt . ada dodavatel , projektant staveb i technických dozor investora je si jižv doma (po 12 letech od zavedení první metodiky do praxe), že jakési ochranná opat ení se navrhují a jakási m ení vlivu bludných proud se na stavbách provádí nebo má provád t, avšak edstava o obsahu ochranných opat ení a výsledcích m ení je doposud nevalné úrovn . Bohužel, tato skute nost se týká i specializovaných pracoviš . Dnes se snažíme elit trendu, kdy jakýkoliv papír s ozna ením m ení bludných proud je pro investora posta ující, nebo se jedná p edevším o odfajfkovanou kolonku v p edm tu díla dodavatele stavby. Mimo jiné i z tohoto d vodu byly innosti související s p sobením pracoviš zabývající se problematikou bludných proud za azeny do inností vyžadující speciální oprávn ní. Shora citované metodiky zavedly termín „Specializované pracovišt “. Toto pracovišt zajiš uje m ení vlivu bludných proud v pr hu stavby a po dokon ení stavby a vypracování záv re né zprávy dle DEM pouze, je-li vybaveno zp sobilostí k zajišt ní jakosti takových prací, tj. disponuje pracovníkem s Oprávn ním dle metodického pokynu k systému jakosti v oboru pozemních komunikací, MD .j. 20840/2001-120, ve zn ní pozd jších zm n, ást II/2-pr zkumné a diagnostické práce. Tento stav bude v následujícím období rovn ž revidován, a to v návaznosti na nov zavedenou normu SN EN 15 257 (2007) Katodická ochrana –Stupn odborné zp sobilosti a certifikace pracovník katodické ochrany Porušení této zásady je pak v kone ném d sledku porušením zákona.
4. Revize služební rukov ti SR 5/7(S) a technických podmínek TP 124 Revize služební rukov ti SR 5/7(S) z roku 1997 byla nezbytná. Její koncepce byla zpracována v duchu p vodní Sm rnice pro MD R z roku 1986. V posledních letech zástupci D, resp. SŽDC se p iklonili k rozší ení materiálu o TP 124, který vznikl v roce 1999 a byl uveden v ú innost k 1.1.2000. Tento materiál jižpodrobn specifikuje požadavky na ochranná opat ení jednotlivých konstruk ních ástí a staveb jako celk . Je t eba zd raznit, že se jedná o interdisciplinární materiál, který je ur en stejn tak pro stavebního inženýra a statika, jako pro specializované pracovišt , resp, korozního technika, ale také projektanta elektrických za ízení. P esto se materiál je dostate „profesn “roz len n, praxe ukazuje, že je jen malá
le toho kterého specialisty materiál prostudovat. Dochází tak ke groteskním situacím, kdy v r zných ástech dokumentací jsou zcela protich dné údaje. V lepším p ípad , projektant stavby preventivn za azuje stavbu do vyššího stupn ochranných opat ení (s argumentem „co kdyby náhodou“) a myšlenkou ušet ených tisíc za zpracovaný korozní pr zkum nebo dokonce bakšišza zpracovanou projektovou dokumentaci. Opa ným pólem tohoto chaosu je pozice investora, který stanoví zvláštní podmínky stavby (ZTKP), kde se v tšinou bez uzard ní objevuje požadavek na ochranu všech mostních objekt v plném rozsahu, tj. v etn diagnostických prvk pro sledování koroze výztuže a trvalých rozvod pro sledování vlivu bludných proud . Krom t chto v zásad organicích a kvalifika ních nešvar z praxe se potýkáme rovn ž s adou technických problém . P edevším rozvoj materiál a nových technologií navodil nutnost posuzovat adu materiál z hlediska elektrických izola ních odpor . Jedná se zejména o izola ní materiály pro mostní ložiska, mostní záv ry, materiály pro povrchovou úpravu a v neposlední ad založení stavby. Požadavky na vysokou kvalitu povrchových úprav staví specializované pracovišt do komplikovaných situací p i p íprav vývod pro m ení. V zásad se setkáváme zejména u íslušenství mostních staveb s nutností každý vývod p ipravit již v rámci projektové ípravy, nebo mnohavrstevné nát ry neumož ují pod sankcí velkých pokut a ztráty záruk vývody dodate p ipravovat na stavb . Jedná se zejména o protihlukové st ny, zábradlí, mostní záv ry, apod. Na tuto problematiku bezprost edn navazuje problematika ochrany proti p ep tí a blesku, která se s ochranou p ed ú inky bludných proud prolíná. Obr.1 Komplikace na vývodech z p íslušenství, pospojení a uzemn ní
Na úrovni primárních ochranných opat ení, tj. zejména kvality beton se zdá, že evropská SN EN 206 v tšinu problém vy ešila zejména u mostních staveb a nebývá s ešením problém. V podmínkách drah situace tak jednozna ná není, zde se lze stále setkávat s klasickým termínem vodostavebných beton . Z hlediska krytí výztuže betonem je u mostních staveb v zásad jasno, TP 124 je p evážn dodržována, pokud zpracovatelem PD není diletantské pracovišt . Zde je nutno poznamenat, že v rámci revize materiál byla vedena diskuse se zástupcem BS ohledn nezbytnosti zvýšeného krytí 50mm, ve vztahu ke
standardu SN EN 206 ve výši 40mm a trhlinám v betonu. Prozatím v návrhu TP i SR stává zachován požadavek na zvýšené krytí 50mm. V ásti sekundární ochrany byl rovn ž u in n pokrok. Není ani nadále diskuse o zbytnosti izolace pilot, nicmén na n kolika mostních objektech byla pom rn úsp šn aplikována izolace patek. Problematika izolací je dnes jednozna vy ešena u tunelových staveb, velmi rozmanitá a komplikovaná je v ostatních nesilni ních a nedrážních pozemních stavbách.
Obr. 2 Celoplošná sekundární ochrana - izolace na stavb tunelu v Klimkovicích
Naprosto zásadním úkolem revize obou hlavních materiál v ásti konstruk ních opat ení byla problematika prova ování výztuže ve vztahu k oceli 10 505.0, .1, .9. Je nutno poznamenat, že tato výztužsva itelná je, je jen nutno definovat jakým zp sobem a zejména stanovit požadavek na kvalifikaci svá e pro danou ocel. Výsledek poznání v této ásti má dopad zejména na statiky konstrukcí. Tento požadavek se ukazuje jako zna ná komplikace pro dodavatele staveb s ohledem na ceny i dobu realizace. V rámci revize materiálu jsou tak stanoveny podmínky pro sva ování výztuže. Specializovanému pracovišti je p en úkol stanovit rozsah prova ení. Tato velmi nep íjemná innost pro specializované pracovišt se po iceti letech odmítání ukazuje jako nezbytná, pokud má být kdy uvažováno nejen s m itelností staveb, ale i s aplikací ehokoliv, co by mohlo být nazýváno aktivní ochranou.
Obr. 3 Schematické prova ení výztuže
Je tak stanoven úkol specializovanému pracovišti nau it se íst výkresy armování a vyzna it v nich by skicou systém prova ování výztuže. Týká se zejména pilot, patek, pilí a nosných konstrukcí. U nemostních staveb je ešení zna komplikované a je nutno s nejvyšší opatrností o nezbytnosti prova ování rozhodovat. Zde existuje významná podpora v zatím špatn formulované nové norm SN EN 62 305-3, kde odvozením o požadavku na kompatibilitu EMC je zakotveno prova ování výztuže v rastru cca 1x1m. P esto, že v norm není ešení žádné, které by bylo lze používat, jsou v norm nazna eny principy, které v rámci TP 124 uplat ujeme z jiných d vod jižvíce neždv desetiletí v praxi. Zde není bez zajímavosti, že systémy prova ení dosahují v tší úsp šnosti v podmínkách D než v podmínkách pozemních komunikací. Problematika pat í k nezávažn jšímu v celém dalším rozvoji systém chrán ní staveb.
Obr. 3 P íklad vyzna ení požadavku na prova ení výztuže.
Pozornost je v revizi v nována i vývod m z výztuže, kde se stále setkáváme s nekvalitou dodavatel staveb. Jsou nov vyzna eny n které detaily provedení, orientace je sm ována k profesionálním výrobk m, které jsou ve výrob p ipravovány jako nerezová sty ná plocha se závitem s omezením pr niku cementového mléka a z erného železa – výztuže ze zadní strany pro snadné va ení na stavb . Takto nov navržený vývod sdružuje funkci uzem ovacího vývodu a vývodu pro m ení vlivu bludných proud . Produktová ada je dopln na certifikovanou pr chodkou uzemn ní sekundární izolací rovn žz nerezu.
Obr. 4 Vývod z výztuže C.R.M. 100/100/10
Dále v ásti konstruk ních opat ení byly p esunuty požadavky na kontrolu kvality trvalých kotev do metodik m ení. epracována je rovn ž kapitola pro tunelové stavby. Zde se ešení pod izuje zavedeným technologiím – tunely hloubené (otev ená jáma), tunely ražené technologií NRTM a kone dopracovávají se podmínky pro ešení tybinkových tunel . Zde se ochranná opat ení dotýkají nejen požadavk na stavební ást, ale zejména na elektrická za ízení v tunelu. Zásadn p epracována je kapitola aktivních ochran. I nadále do p sobnosti TP 124 bude pat it katodická ochrana proti chemickým vliv m, avšak ohledn požadavk a postup na její realizaci je odkázáno na jižplatnou SN EN 12 696. Je nutno poznamenat, že ani tato norma to nemá v praxi jednoduché, zejména v zemích jako je N mecko, apod., kde je zna negativní postoj k prova ování výztuží. V kapitole pro aplikaci aktivní ochrany proti ú ink m bludných proud byly stanoveny v p vodním zn ní velmi p ísné požadavky na aplikaci ochrany dle saudskoarabských p edpis SAES-X. Obecn však platí i nadále, že metodiky poskytují jen velmi malý prostor pro b žnou aplikaci aktivních ochran v praxi. Znovu je t eba zde ipomenout, že není a nesmí být dáván prostor ani pro masové projektování aktivních ochran natožpro jejich realizaci tak, jak tomu bylo a je nekvalifikovaným p ístupem na dálnici D47. Je nutno zakotvit do podv domí specializovaných pracoviš , že aplikace aktivních ochran je naprosto výjime ná a speciální v c a její realizace je v podstat možná pouze za speciálního režimu ve spolupráci s týmem dalších specialist na úrovni aplikovaného výzkumu. Jednou z d ležitých kapitol, které je v nována v rámci revize pozornost, jsou požadavky na elektrická za ízení ve vztahu k ochranným opat ením. Praxe poukazuje na která úskalí p i používání ochrany odd lením obvod , bylo nutno p enést z SN EN 50 122-2 i SN EN 50 162 ustanovení o nad azenosti bezpe nosti nad ochranou proti korozi.
Pom rn podrobn bylo nutno upravit systém ešení ochrany proti blesku. Po letech „osahávání“ v praxi je do p edpisu již zakotveno, kdy je nutno na mostní stavb navrhovat ochranu proti blesku a p ep tí a jakým zp sobem. Bylo p ijato rozhodnutí o tom, že mosty do sta metr délky nemusí být vybavovány ochranou proti blesku, pokud na nich nejsou jiné jíma e než svodidla. Svodidla pak jako náhodné jíma e zajiš ují dostate nou ochranu p es latentní spoje nad dilatacemi mostních záv . Nov se dopl ují strojená jisk išt za dilata ními pásnicemi svodnic. U most s náhodnými jíma i v podob stožár , protihlukových st n a portálu jsou stanoveny požadavky, jak p i návrh ochrany proti p ep tí postupovat. Jsou zásadn využívány náhodné jíma e, vedení je skryto a využívá se prova ení výztuže podp r a základových zemni . Pokud není nezbytné nutné, nic se neinstaluje na povrch mostní konstrukce, strojené zemni e se budují jen v p ípad , pokud nelze využít zemni e náhodného. Obr. 5 P íklad využití konstrukce mostu ve funkci náhodného svodu s dopln ním jisk išt ichycením speciální technologií nast elování h ebu se závitem pro tyto ú ely, vývod z jisk išt je využit pro ú ely m ení.
Kone pozornost bylo nutno v novat i kapitole diagnostických za ízení pro sledování koroze a vlivu bludných proud . Zde se nám prolíná problematika sledování vlivu bludných proud a diagnostiky koroze výztuže obecn . Jedná se tak o aplikace n kterých nových diagnostických prvk pro kombinované sledování korozních proces . Zahrnutí této problematiky do TP 124 je v souladu s teoretickými principy korozních ú ink bludných proud , nebo je známo, že vliv bludných proud je p evážn katalizujícím vlivem jiné propuknuvší nehomogenity nebo vady konstrukce a je tedy t eba sledovat celé spektrum fakt pro správnou analýzu korozního stavu konstrukce.
Obr. 6 P íklad nového prvku kombinované diagnostiky koroze výztuže pro sledování koroze výztuže, rychlosti koroze, hloubky pr niku agresivních látek, pH krycí vrstvy betonu
5. Revize metodiky m ení vlivu bludných proud p ipravované k 1.1. 2008 - DEM Metodický pokyn MD R „Dokumentace elektrických a geofyzikálních m ení betonových most pozemních komunikací“ byl vydán v roce 1995. Revizí vzniká tak revidovaný materiál s upraveným názvem „Dokumentace elektrických a geofyzikálních ení betonových most a ostatních betonových konstrukcí pozemních komunikací“. Materiál je zásadn p epracován ve všech kapitolách. Zohledn na je zkušenost s kvalifikací projektových ústav , dozor investor , správc , ale i specializovaných pracoviš . Revidovaný metodický pokyn je roz len n do kapitol s d razem na: - ur ení a ú el p edpisu –je položen d raz na vazbu na technické podmínky MD R TP 124 a kvalifikaci specializovaných pracoviš - typy m ených konstrukcí a m ené konstruk ní prvky len ní m ení podle postupu výstavby tak, jak je nazna eno shora. Metodický pokyn se nov v nuje i možnosti aplikaci aktivních ochran, a to jak souvisejících s ochranou proti ú ink m bludných proud , tak s ochranou proti chemickým vliv m. Pozornost je v nována rovn ž problematice periodi nosti m ení v pr stavby ve vztahu k výstup m z m ení po dokon ení stavby.
hu života
Vlastní metodika m ení je podrobn roz len na na m ení dle postupu výstavby a na ení periodická. Nov je zaveden termín „Zjednodušená m ení po dokon ení stavby“. Tento druh m ení je ur en pro stavby „malého“rozsahu, kde komplexní m ení z hlediska asové a finan ní náro nosti pozbývá smysl a ve vztahu k investici obvykle nemá zásadní význam. To však neznamená, že výstupem zjednodušených m ení nem že být v n kterých ípadech požadavek na opakování komplexního m ení, pokud situace v míst z hlediska vlivu bludných proud takové m ení vyžaduje. Nov je p idána kapitola o m ení na nemostních objektech a kapitola pro speciální ení. ení na nemostních objektech se týká železobetonových staveb a tunelových konstrukcí na úrovni pozemních staveb, zahrnuty jsou tunelové stavby. Speciální m ení obsahuje ást p enesenou z TP 124, tj. zejména m ení na trvalých zemních kotvách a dále na monitorovacích systémech koroze výztuže. Samostatná kapitola je nována metodice m ení p i aplikaci aktivních ochran. Kritéria pro hodnocení nam ených hodnot z hlediska vlivu bludných proud konstrukce a jejich ásti jsou v zásad s malými odchylkami zachovány.
na
6. Obsah m ení vlivu bludných proud na železobetonových konstrukcí dle DEM Vzhledem k probíhající výstavb dálni ní sít je nad rámec p ednášky v nován prostor popisu metodiky m ení. P edevším je t eba avizovat, že innosti související s m ením vlivu bludných proud probíhají jižod projektové p ípravy, pokra ují m eními v pr hu stavby a zejména d raz je kladen na m ení po dokon ení stavby. Definujeme t i kategorie m ení: ení p ed zahájením stavby - základní korozní pr zkum v etn vyhodnocení a stanovení stupn ochranných opat ení dle tab. 1 TP 124 nebo SR 5/7(S) –podle ú elu stavby. ení v pr hu stavby - cílem je získat díl í údaje o stavb , které po dokon ení stavby již nejsou m itelné, ov it kvalitu provád ní stavby, resp. navržených ochranných opat ení. Výsledky m ení z pr hu stavby jsou podkladem pro záv re ná hodnocení elektrických a geofyzikálních m ení vlivu bludných proud . - elektrická a geofyzikální m ení po úplném dokon ení stavby specializované pracovišt vyhodnotí efektivnost navržených a realizovaných ochranných opat ení, stanoví doporu ení pro provozovatele v oblasti údržby z hlediska ochrany proti ú ink m bludných proud a eventueln doporu í dopl ující ochranná opat ení. V následujícím textu se budeme podrobn ji zabývat každou z uvedených oblastí.
Pozn.: kategorie m ení a ochranná opat ení jsou zahrnuty již i v ceníku ASPE pod položkami ady 72 (slaboproudé rozvody)
7. Elektrická a geofyzikální m ení pro p edprojektovou a projektovou p ípravu. P edm tem innosti je vypracování základního korozního pr zkumu. Pr zkum se zpracovává dle platných norem ( SN 03 8370, SN 03 8372, a dalších a zejména edpisu TP 124 a SR 5/7(S)) s ohledem na výsledky podrobného pr zkumu. Rozsah základního korozního pr zkumu stanoví specializované pracovišt s ohledem na: n velikost stavby n ítomnost cizích elektrických polí (zjišt ná na základ podrobného pr zkumu dle SN 03 8370). n druh a rozsah (mostní) stavby
Následující obrázek p ibližuje u ení po tu m ených bod pro základní korozní pr zkum pro konkrétní stavbu.
Obr.1 - Most o délce cca 50 m pro jednokolejnou tra o ty ech polích p es eku.
Zjednodušen lze uvést, že m ení základního korozního pr zkumu spo ívá ve zm ení dvou veli in – m rného odporu p dy a elektrického pole v zemi, na základ nichžse vypo te a vyhodnotí veli ina t etí –proudová hustota elektrického pole v zemi. a) M ení m rného odporu p dy.
dostate
Aplikují se dv metody pro m ení zemního odporu. Ob metody jsou podrobn popsány ve standardech. Wennerova metoda ( SN 03 8363) a
metoda vertikálního sondování VES. Pro stanovení zemního odporu po p epo tu je nutno neopominout koeficient vlivu ro ního období dle SN 33 2000-5-54, l. NN 1.3. b) M ení elektrického pole v zemi. i m ení se postupuje s ohledem na systém EU norem podle p vodních norem SN ady 03 83xx s tím, že podle nových metodik je požadováno m ení provád t prost edky adekvátními sou asné dostupné technice. Praxe ukázala, že m ení za pomocí voltmetr a „ru ních“ode n kolika hodnot neposkytuje dostate v rohodný obraz situace v m eném míst . M ení elektrických polí v zemi se v sou asnosti provádí vícekanálovými jednotkami s dobou m ení od 30 min aždo 24 hodin s etností ode 1 až5 s pro b žné pr zkumy a u dlouhodobých m ení (24 hodin a více) s etností až v ádu jednotek minut. Nam ená data jsou zpracována do grafické podoby a poskytují obraz o situaci v míst . Z grafických pr lze vy íst vliv trak ních souprav, vliv katodických ochran, atd. Obr 2. Elektrické pole v zemi v blízkosti trak ní soustavy
Obr.3. Elektrické pole v zemi bez výrazného vlivu bludných proud
Obr. 4. Elektrické pole v zemi s vlivem cizího zdroje (katodické ochrany liniového za ízení)
c) Stanovení proudové hustoty. Pro ú ely stanovení stupn ochranných opat ení jsou nam ené výsledky vyhodnocovány tak, že pro daný bod m ení je zvolen bludných proud v daném m eném kvadrantu použijeme vztahu J = Ep/ρ, tab.1)
kde
rná intenzita elektrického pole v mV.m-1 (v daném kvadrantu dle
Ep
je pr
ρ
je nejmenší zjišt ný zemní odpor z m ených vrstev v blízkosti m eného
bodu. Vyhodnocení základního korozního pr zkumu: Zde nastává nej ast ji nedorozum ní mezi specializovanými pracovišti a projektanty stavby. Základní vyhodnocení m ení se provádí dle SN 03 8372 tab.1 stanovením stupn agresivity prost edí. Toto hodnocení je však vyhovující zejména pro specialisty korozní techniky zabývající se návrhem ochranných opat ení liniových za ízení. Pro projektanty staveb je však zcela nevyhovující a nem že být podkladem pro (nejedená se o korozní techniky). Zde je nutno postupovat dle zavedených metodiky TP 124 nebo SR 5/7(S) tak, aby projektant stavby mohl hodnocení korozní situace v míst identifikovat a navrhovat adekvátní pasivní ochranná opat ení ve stavební ásti. Pro vyhodnocení stupn ochranných opat ení je t eba hodnotit další okolnosti: • typ mostní konstrukce (železobetonová, kamenná nebo ocelová stavba, použití p edpjaté výztuže, atd.) • stupe elektrizace trat (existující, zamýšlená, apod.) • zda se jedná o novou stavbu nebo rekonstrukci stávající stavby • a další okolnosti mající vliv na korozní p sobení na chrán nou stavbu Na základ t chto informací stanoví v rámci hodnocení nam ených y vypo tených veli in tzv. „sací koeficient mostu“ks. Ks = ksm + kk + kp kde Ks se nazývá celkový sací koeficient mostu (v SR 5/7(S) zna ený ks) a nabývá obvykle výsledné hodnoty od 0 do 10, p emžnula je ur ena pro kamenné nebo jiné mosty bez ocelové výztuže. ksm je vlastní sací koeficient mostu; pro nové mosty nabývá hodnot dle rozm ru a použitého typu konstrukce hodnoty: 1 až5 . . . ostatní mosty s ocelovou výztuží kk je koeficient konstrukce a m že nabývat hodnot: 0 ... el. izola odd lená konstrukce 1 ... áste né odd lení nebo rozd lení konstrukce 2 ... konstrukce tvo í elektricky vodiv ned litelný celek Poslední koeficient kp nazývaný koeficientem prost edí umož uje specializovanému pracovišti p i hodnocení základního korozního pr zkumu zohlednit další p ípadná rizika koroze bludnými proudy, jako nap . bezprost ední blízkost m nírny,
ale také nap . navrhnout m icí a propojovací vedení pro mostní objekt v tšího rozm ru es vodní tok, apod. Výsledná proudová hustota bludného proudu, na základ n hož specializované pracovišt stanoví jednozna a závazn stupe ochranných opat ení dle tab. 1 TP 124 nebo SR 5/7(S): Jv = Ks. J kde Jv je p epo tená proudová hustota pro stanovení stupn ochranných opat ení J s SN 03 8372.
je výpo tová proudová hustota stanovená postupem v souladu
Výstupem základního korozního pr zkumu je dokument obsahující: -
-
popis m eného objektu metodiky m ení použité p ístroje datum a doba m ení klimatické podmínky vyhodnocení m ení a stanovení stupn ochranných opat ení. V rámci vyhodnocení by specializované pracovišt , pokud má podklady lo stanovit základní sm r a principy ešené ochranných opat ení jako výchozí podklad pro projektanta stavby nezbytnou p ílohou m ení jsou nam ená data a v tabelované podob nebo a zejména v podob graf .
8. M ené v pr hu stavby. Tato m ení v pr hu minulých dvaceti let postupn nabyla na významu a v zásad lze dnes konstatovat, že m ené jsou nezbytnou podmínkou pro úsp šné vyhodnocení záv re ných m ení po dokon ení stavby. M ení v pr hu stavby jsou m ení p evážn na díl ích ástech stavby a mezi jednotlivými ástmi stavby. Tato m ení jsou pozd ji p evážn neopakovatelná a nelze je jižnahradit žádným p ímým m ením. V rámci zpracování PD pro mostní objekty se stupn m ochranných opat ení .4 a .5 dle TP 124 a SR 5/7(S), tab.1 zpracovává specializované pracovišt soupis elektrických a geofyzikálních m ení. Tato m ení osahují zejména -
ení na spodní stavb ení po p eklenutí nebo díl ím p eklenutí spodní stavby nosnou konstrukcí bez íslušenství a dopl kových konstrukcí ení a prohlídka stavby p ed uvedením stavby do provozu
ení na spodní stavb obsahuje: -
ení kvality zemního odporu základových zemni (podklad pro ochranu proti blesku a p ep tí i hodnocení vlivu bludných proud ) potenciálová a proudová m ení mezi jednotlivými ástmi spodní stavby (pilotami) ení kvality prova ení výztuže (výztuže pilí ) ení na trvalých zemních kotvách ení kvality elektricky izola ních prvk (plastbetonové vrstvy pod ložisky) ení po p eklenutí nebo díl ím p eklenutí spodní stavby nosnou konstrukcí bez íslušenství a dopl kových konstrukcí obsahuje: -
-
-
potenciálová a proudová m ení mezi spodní stavbou a ástí nosné konstrukce uložené na elektricky izola odd lených prvcích; m ení se provádí p evážn již jako multitáskingová, tj, sb rem hodnot z více míst stavby sou asn ení elektrického izola ního odporu ásti nebo celé NK v i spodní stavb . ení a prohlídka stavby p ed uvedením stavby do provozu kontrolní m ení na p íslušenství stavby –obvykle signální m ení ru ními ístroji za ú elem kontroly kvality provedení jednotlivých detail stavby podrobná prohlídka stavby; vizuáln se kontrolují všechna kritická místa z hlediska ochrany proti ú ink m bludných proud - nap . chybné p ímé ukolejn ní, p eklenutí izolace odd lení nosné konstrukce od spodní stavby, apod.
Mezi nejd ležit jší m ení v pr hu stavby pat í m ení kvality elektrického izola ního odporu plastbetonových vrstev pod ložisky a m ení elektrického izola ního odporu nosné konstrukce mostní stavby. Obr. 5 P íklad zapojení p i m ení elektrického izola ního odporu plastbetonové vrstvy pod ložiskem.
(požadovaná hodnota min.5 kΩ, b žn dosahováno hodnot v ádu MΩ)
ení elektrického odporu nosné konstrukce v i zemi se provádí jednak ístrojem pro m ení zemních odpor , pokud možno s eliminací chyby zp sobovanou vn jším elektrickým polem a jednak, p i kvalitním odd lení nosné konstrukce, m em izola ních odpor (nap . ady PU 511 s m icím nap tím 100 V a vyšším). M ení provádíme obvykle sou asn pro spodní stavbu i pro nosnou konstrukci. Výsledkem ení je jednak zemní odpor m ených ástí spodní stavby a jednak elektrický odpor nosné konstrukce mostu.
Obr.6 Výsledky m ení zemního odporu ástí mostu metodou vzdálené zem
9. Elektrická a geofyzikální m ení na stavebn dokon eném most . Po dokon ení stavby mostu se v p ípad stupn ochranných opat ení .4 a .5 dle tab.1 TP 124 a SR 5/7(S) zpracovává „Dokumentace elektrických a geofyzikálních ení“mostního objektu. Sestává z:
m ení na stavebn dokon eném most celkového hodnocení stavby z hlediska ochrany proti ú ink m bludných proud v rozsahu SR 5/7(S), p íloha 1. Elektrická a geofyzikální m ení, která jsou p edm tem m ení po dokon ení stavby ur uje metodický pokyn DEM. V následujících bodech jsou zmín ny pouze stru né informace k n kterým m ením. Prohlídka stavby p ed zahájením m ení. Jedná se o velmi d ležitou innost asto opomíjenou. Prohlídka stavby specializovaným pracovišt m má za úkol najít vizuáln vady stavby p ed zahájením vlastních m ení. M ení po dokon ení stavby jsou asto velmi obsáhlá a trvají jeden i více dn . Bez provedené kontroly m že dojít k znehodnocení provedených m ení nap . nekvalitn provedeným svodidlem nad dilatací, špatn p ipraveným jisk išt m, i plechem pod mostním záv rem. Prohlídkou stavby lze ve spolupráci s dodavatelem stavby ad komplikací souvisejících s p edáním díla p edejít. ení potenciálu výztuže podp ry - p da. Základní jednoduché a orienta ní m ení. pro n jž byl zaveden název „m ení sm sného potenciálu“, je výchozím referen ním m ením vypovídajícím o chování stavby. M ení provádí nejen specializované pracovišt , ale je schopen si jej zajistit správce mostu v rámci dalších periodických m ení sám. Cílem t chto m ení je zejména zjistit výchozí (referen ní) stav potenciálu výztuže podp ry (stavby) uložené v zemi proti referentní elektrod (Cu/CuSO4) umíst né v blízkosti podp ry. ení sm sného potenciálu je m ení s tzv. chybou IR spádu. M ení se provádí na všech podp rách. M ení, p estože neposkytuje p esný fyzikální obsah m eného údaje, je velmi ú inným ukazatelem možných komplikací p i ešení problematiky koroze bludných proud na daném mostním objektu. Pozn.: Standardní hodnoty m eného potenciálu u nových, železobetonových konstrukcí bez extrémního namáhání cizím elektrickým polem dosahují hodnot cca -0,5 až-0,65 V. M ení pro stanovení polariza ního potenciálu Upol výztuže podp r. ení se specifikuje obvykle pro kritická místa stavby z hlediska výstupu a vstupu bludných proud . Volba míst a po et bod , které se volí obvykle až na míst stavby v pr hu záv re ných m ení. Cílem m ení je získat data pro stanovení polariza ního potenciálu s vylou ením chyby IR spádu. Metody a postupu pro odstran ní chyby IR spádu jsou uvedeny v r zných literárních pramenech. Ne všechny metody jsou ú inné a lze je aplikovat pro železobetonové konstrukce uložené v zemi. Je nutno neopominout, že se jedná o pom rn mohutné konstrukce dosahující relativn malého zemního odporu. Pokud
stavba není vybavena celoplošnými izolacemi (sekundární ochranou), je asto uplatn ní této metody nadbyte né. Proto se tato metoda aplikuje jen ve výjime ných p ípadech.
ení elektrického pole v zemi ení se nazývá dodate ným pr zkumem. jedná se o významné m ení po dokon ením stavby, které umož uje vyhodnotit zm nu proudových polí p ed zahájením stavby a po jejím dokon ení - ov ení sacího efektu.
ení potenciálového spádu a elektrického odporu mezi sousedními podp rami. Toto m ení slouží k dopln ní údaj pro potenciálovou mapu, tj. pro ur ení anodických a katodických míst spodní stavby, resp. možných výstup a vstupu bludných proud do a ze stavby. M ení lze provád t b žnými voltmetry, p ednost však dáváme vícekanálovým simultánním (nebo asov blízkým) m ením, které mají v tší celkovou vypovídací schopnost. Rozsah t chto m ení stanovuje specializované pracovišt dle konstrukce stavby. ení zemního odporu podp r elektrického odporu nosné konstrukce a nosné konstrukce na stavebn dokon eném most metodou vzdálené zem . ení je v podstat vysv ením o kvalit realizovaných opat ení pro elektrické izola ní odd lení nosné konstrukce od spodní stavby. ení se provádí na zcela dokon ené stavb , tj. po instalaci veškerých p íslušenství. V sou asné dob je na kvalitn provedených mostních stavbách dosahováno hodnot v ádu stovek ohm . V n kterých p ípadech jsou tyto p íznivé výsledky z hlediska problematiky ochrany proti ú ink m bludných proud v rozporu s požadavky na ochranu proti nebezpe nému dotyku. V takových p ípadech je nutno mostní konstrukci doplnit dalšími opat ení pro zajišt ní bezpe nosti stavby. ení nosná konstrukce - kolejnice/kolej M ení vyžaduje kvalifikaci v i správci dráhy a p edevším p edjednání se správcem dráhy. Vyskytli se jižp ípady, kdy specializované pracovišt bylo považováno za teroristickou jednotku, která ohrožuje mostní stavbu. Sleduje se potenciál stavby v i koleji, proudové zatížení stavbou v p ípad eklenutí odd lení koleje od stavby. M ení elektrického odporu lze provád t jen speciálními metodami. ení nap tí a el. izola ního odporu na zábradlí, odpadním za ízení, atd. ení se provádí p evážn ru ními p ístroji. ení na pr razce ukolej ovacího vodi e - kontrola funk nosti pr razky, m ení elektrického odporu a nap tí, eklenovacího proudu.
ení na nulovém vodi i elektrického rozvodu (pro osv tlení na most ). ení se provádí ru ními p ístroji a provádí je pracovník s odpovídající kvalifikací z hlediska bezpe nosti práce na elektrickém za ízení.
10. Záv re né hodnocení mostního objektu z hlediska ochrany proti ú ink m bludných proud a doporu ení pro provozovatele. Záv re né hodnocení je souhrnnou zprávou o všech m ení provedených v pr hu stavby a po dokon ení stavby. Zpráva sestává z textové ásti, ásti nam ených výsledk v podob tabelovaných dat a grafických pr , hodnocení zavedených kritérií a doporu ení pro provozovatele stavby. Zpráva je dopln na výkresovou ástí, zejména tzv. potenciálovou mapou pro p ehledné vyhodnocení anodických a katodických pásem stavby. V rámci popisu stavby se uvedou informace o zjišt ných závadách a o neúsp šných m eních. Základním výstupem zprávy jsou následující informace: • za azení mostního objektu dle klasifikace uvedené v DEM • zhodnocení ochranných opat ení realizovaných v pr hu stavby (kvalita elektrických izola ních odd lení ástí stavby, apod.) • ov ení stupn ochranných opat ení stanovených v rámci projektové p ípravy a zjišt ného dle skute nam ených hodnot na stavebn dokon eném most • stanovení proudových pom v mostní konstrukci • ur ení anodických a katodických pásem mostního objektu, ur ení míst ohrožených korozí bludnými proudy • doporu ení pro provozovatele obsahující: - doporu ení týkající se periodických kontrolních m ení ( etnost a rozsah m ení, stanovení jednoduchých kritérií pro rozhodování provozovatele o nezbytnosti ú asti specializovaného pracovišt v p ípad zjišt ných anomálních stav , apod. - doporu ení na odstran ní zjišt ných vad, v jejichž sledku je mostní objekt vystaven zvýšenému namáhání bludných proud . - eventueln doporu ení na dodate ná ochranná opat ení
íklady grafických výstup na dálni ním most u ekanic na dálnici D3 jsou uvedeny níže. Mostní stavba p eklenuje tra D elektrizovanou jednofázovou proudovou trak ní soustavou (st ídavou trakcí). Jedná se o výsledky pom rn unikátních m ení, kde m ení probíhala s minimálními p estávkami po dobu p ti dn .
Obr. 7
Obr.8
Obr. 9
íklad potenciálové mapy –most ekanice
Potenciálová mapa je souhrnem všech nam ených výsledk s vyzna ením orientací potenciál a proudových tok . Takto komplexn sestavený obraz s informacemi o všech provedených m ení umož uje vytvo ení p edstavy o anodických a katodických oblastech stavby a hodnocení problematických míst z hlediska p sobení vlivu bludných proud . Výsledky m ení po dokon ení stavby jsou pro jednoduchost upraveny do základního formulá e, který je nedílnou sou ástí celkového výstupu m ení. Formulá správce mostu založí k doklad m o mostní konstrukci, které stavbu provází po dobu její životnosti. íklad formulá e:
OCHRANA STAVBY P ED Ú INKY BLUDNÝCH PROUD PASPART MOSTU Název mostu:
SO 213
Stupe ochranných opat ení:
Dálni ní most p es tra
.4
D
Klasifikace DEM: 1-0-0-4-5
Ano
Stani ení mostu
Km 80,358
Délka mostu
56m
Ší ka mostu
2x12,5m
Pravý a levý most
Ano
Po et polí
3
Odd lená NK od spodní stavby (typ konstrukce)
Ano
Prova ená výztužspodní stavby
Ano
Prova ená výztužNK
Ano
Vývody z výztuže spodní stavby
Ano
Vývody z výztuže NK
Ano
Ložiska
Ano
Mostní záv ry
Ano
Svodidla
Ano
Zábradlí
Ano
Ochrana proti blesku
Ne
Jíma e –svodidla+ latentní spoj na styku svodidel mezi NK a OP
Ochrana proti nebezpe nému dotyku
Ne
Most k ižuje tra D, mimo POTV, neukeljn no, zábrany mezi mosty a betonové na kraji
ení v pr
hu stavby
GEONIKA 1999, 7;33
m, 7,0.10-5A.m-2
ZKP
Uložení na plastbetonových vrstvách
Dilata ní pásy (dle pot eby doplnit jisk išt )
Ano
ení po dokon ení stavby
Ano
Protokol z m ení pro uvedení stavby do provozu
Ano
Záv re ná zpráva z m ení po dokon ení stavby
Ano
Projektová dokumentace pro ochranu proti BP
Ano
Paspart
11. Záv r. Problematika navrhování ochranných opat ení a m ení bludných proud na mostních konstrukcích je obsáhlým tématem, které není možné v rámci jedné p ednášky podrobn p iblížit ve všech svých nuancích. Je možné jist vést diskusi o tom i onom ochranném opat ení, o nezbytnosti a zbytnosti m ení, i zda tato m ení nelze nahradit prostým posouzením p ed zahájením stavby bez další kontroly. Povinnost provád t kontrolu provedené protikorozní ochrany, p edepsané projektem je stanovena i v SN 03 8374, kap. III, Zákonem O drahách, atd. Na základ mnohaletých zkušeností se shora popisovanou problematikou nejprve na mostních objektech pozemních komunikací i na mostních objektech železni ních je nepochybné, že tak jako metodika návrhu ochranných opat ení doznala svého opodstatn ní a p isp la ke zlepšení kvality staveb, tak i m ení má zatím svoji nezastupitelnou úlohu. P edevším m ení je obrazem kvality provedené stavby dle d íve definovaných a navržených ochranných pasivních opat ení v oblasti ochrany proti ú ink m bludných proud , dále m ení umož ují predikovat korozn problematická místa stavby, na základ výsledku t chto m ení lze navrhnout dodate ná ochranná opat ení jako nap . ob tní elektrody nebo úplné vodivé propojení konstrukce, v krajním a výjime ném p ípad volbu aktivní ochrany. V neposlední ad jsou m ení zp tnou vazbou pro navrhovaná ešení ochranných opat ení na úrovni zpracování projektové dokumentace stavby. Jsme p esv eni, že pro všechny zainteresované strany (projektant, dodavatel, provozovatel) je mnohem výhodn jší a spolehliv jší na základ ady konkrétních m ení a získaných poznatk v praxi stanovit takové požadavky na pasivní ochranná opat ení nebo stanovit takové úpravy konstruk ních ešení, které na následujících stavbách ješt více sníží korozní p sobení bludných proud tak, aby žádná dodate ná ochranná opat ení zejména z oblasti „cizích“ aktivních ochran nebylo nutno na tyto stavby instalovat. ení bludných proud na mostních objektech v rozsahu definovaném novelou edpis týkajících se problematiky m ení bludných proud a návrhu ochranných opat ení zvyšuje nároky na specializovaná pracovišt zabývající se touto problematikou.
Použitá literatura: [1] Technické podmínky „Základní ochranná opat ení pro omezení vlivu bludných proud na mostní objekty a osttaní betonové konstrukce pozemních komunikací“, MD R, Praha 2000 [2] SR 5/7(S) „Ochrana železni ních mostních objekt proti ú ink m bludných proud , služební rukov “, D, s.o., 1997 [3] Metodický pokyn „Dokumentace elektrických a geofyzikálních m ení betonových most a ostatních betonových konstrukcí pozemních komunikací MD R, návrh, p ipraveno k vydání k 1.1.2008 [4] Uzemn ní a jeho m ení, V.Novotný, SNTL, 1973 [5] Patent, služební vynález .179737, 1984, Ma arsko [6] Revize technických podmínek TP 124 (2007) –návrh [7] Revize služební rukov ti SR 5/7(S) (2007) –návrh [7] SN 33 2000-5-54, SN 03 8370, SN 03 8372, SN 03 8374 a další.
