Železniční ocelové mosty v ČR

Fakulta stavební ČVUT v Praze

Katedra ocelových a dřevěných konstrukcí STUDENTSKÁ VĚDECKÁ A ODBORNÁ ČINNOST

Železniční ocelové mosty v ČR

Zpracoval: Konzultant:

Praha, 23.4.2006

Obsah:

Tomáš Novák 1. ročník SI-I Doc. Ing. Tomáš Rotter, CSc.

Železniční ocelové mosty v ČR Studentská vědecká odborná činnost

Tomáš NOVÁK 1. ročník 11.5.2006

1. Úvod – cíl studentské vědecké práce

3

2. Historie

4

3. Mosty – konstrukční materiály

5

4. Mosty – materiály z hlediska statické vhodnosti

9

5. Železniční mosty – hlavní části mostů

10

6. Spodní stavba

11

7. Železniční svršek

13

8. Nosná konstrukce

14

9. Železniční mosty – kompetence organizací za jejich stav

15

10. Správa mostů

17

11. Dohlédací činnost

19

12. Stav mostů, další požadavky do budoucna

20

13. Revize ocelových mostů

21

14. Závěr

22

a. dvě hlavní skupiny problémů b. péče o stávající mosty c. srovnání betonových a ocelových mostů d. srovnání železničních a silničních mostů e. klasifikace železničních a klasifikace silničních mostů 15. Použitá literatura

27

1. Úvod – cíl studentské vědecké práce 2



Tématem této studentské vědecké práce jsou železniční ocelové mosty v České republice. Cílem práce je shrnutí mostní problematiky konkrétně pro železniční mosty. Práce se zabývá nejprve historií železnice a prvními mosty, volbou materiálů pro jejich konstrukce a statickými výhodami jednotlivých materiálů. Rozděluje jednotlivé hlavní části mostních objektů a shrnuje kompetence jednotlivých organizací při správě a údržbě mostů na síti české železnice. Práce se dále podrobněji zaměřuje na správcovskou činnost na železničních mostech, zejména na revizní zprávy a zjištění nejčastějších závad na ocelových konstrukcích. Specifikuje, co žádáme od stávajících mostů do budoucna (větší rychlost, větší zatížení na nápravu, prostorovou průchodnost, apod.) a zda je možné na nich spolehlivě zajistit požadovanou bezpečnost a spolehlivost s ohledem i na uživatelský komfort jízdní dráhy. V závěru je shrnuto, na základě studia literatury, podkladů od správců a konzultací s odborníky, jaké hlavní skupiny problematik je třeba pečlivě řešit. Z hlediska srovnání betonových a ocelových mostů práce shrnuje, že ocelové mosty při průměrném stáří na síti české železnice 70 let stále mohou za jistých předpokladů spolehlivě vyhovět požadavkům na ně kladeným, což nelze tvrdit o betonových mostech stejného stáří. Při srovnání systému údržby a evidence železničních a silničních mostů lze konstatovat, že železnice má kvalitnější a spolehlivější systém. Práce si všímá i rozdílného způsobu klasifikace mostů u železnic a u silnic, což není z celospolečenského hlediska plánování a přidělování finančních prostředků pro mosty ideální. Cílem práce je zejména shrnutí typických závad železničních mostních objektů a jejich zdůvodnění.

Děkuji všem, kteří mi přispěli radou a pomocí ke zpracování mé práce, zejména doc. Ing. Tomáši Rotterovi, CSc.

V Praze, dne 23.4.2006

…………………………… Tomáš Novák

3



2. Historie Železnice a mosty o

První dřevěné dráhy

Hledáme – li prapůvod železniční dopravy, musíme vzít v potaz první dřevěné dráhy v rudných dolech Saska, pomocí nichž horníci dopravovali rudu ze štol na vozících, pohybujících se na důlních drážkách s podélnými dřevěnými trámci. Dřevěné trámce dovolily zvýšit hmotnost nákladu čtyřnásobně, ale bylo těžké udržet jejich rozchod a tak byly doplněny příčnými dřevy – prvními pražci. Když se dřevěné dráhy přenesly ze štol na povrch, člověka nahradil kůň a vznikly první koňské dřevěné dráhy. V Čechách byla taková dřevěnokolejná dráha koncem 18. století na Křivoklátsku. o Nahrazení dřevěné dráhy železnou Aby bylo možné přeměnit dráhu dřevěnou na železnou, bylo třeba dřevěné trámce nahradit železnými kolejnicemi. Psal se počátek 18. století a železo bylo materiálem vzácným a drahým. Hledal se ideální profil kolejnice, zkoušely se profily L, I až v roce 1794 William Jessop vyztužil stojinu kolejnice tvarem „rybího břicha“. Zkušenosti z Anglie přenesl na evropský kontinent František Josef Gerstner. Za dva roky tomu bude 200 let, kdy Gerstner posledního březnového dne přednesl překvapeným členům České hydrotechnické společnosti, že Vltavu s Dunajem nespojí vodním kanálem, ale koněspřežnou dráhou z Českých Budějovic do Lince. V Čechách se tedy dá mluvit o prvenství železnice na evropském kontinentě. o Železniční horečka (1854 – 1876) Mezi roky 1854 a 1876 délka železniční sítě na území České republiky vzrostla šestinásobně, z 920 km kolejí na 5 500 km kolejí. Mluvíme proto o železniční horečce. Jedno však bylo novým tratím společné. Nemohly již vyhledávat nejpříznivější terénní poměry a překonávání překážek stavělo inženýry do situací, v nichž museli dokazovat své schopnosti. Začaly se stavět mosty. Tato doba proto přinesla významný technický pokrok v železničním stavitelství. První soukromou koncesi stavbu na Brněnsko – rosické dráhy dostali průmyslníci v roce 1854 od vlády a stavbu svěřili vrchnímu inženýrovi Tomáši Novákovi. V průběhu budování železnice v České republice se na ni podepsali mnozí stavitelé, Karel Ghega, F. A. Gerstner, Jan Perner, Negrelli a desítky tisíc dělníků. Období od roku 1866 do roku 1883 se také někdy nazývá zlatým věkem železničního stavitelství. Dnes se železniční síť v ČR skládá z přibližně 10 000 km tratí, tisíce mostů a desítky tunelů, stovky nádraží a tisíce budov sloužících železnici. Otázkou je, zda se dnešní stavbaři mohou ohlížet do minulosti s trochou závisti. Jejich předchůdci vytvářeli nová díla, oni mají být „pouze“ generací opravářů a údržbářů? Stávající železniční síť potřebuje především rozsáhlé rekonstrukce a modernizace. Situace však přináší i nové investiční příležitosti, například na území hlavního města Prahy roste gigantické dílo, nová čtyřkolejná estakáda „Masarykova“, řada dalších mostů a především 2 nové dvojkolejné tunely pod horou Vítkov. Stavba, která začala v roce 2004 a má být dokončena v roce 2010 je příležitostí realizovat nádherná inženýrská díla. Také výstavba nových vysokorychlostních tratí se nezadržitelně blíží.

4



3. Mosty – konstrukční materiály o Ocelové mosty Úplně první železniční most ze železa byl na české železnici postaven na již hotové železnici, na Severní dráze Ferdinandově. V roce 1854 došlo k převratné události v železničním stavitelství. Byl poprvé u nás postaven železniční most ze železa. Ten nahradil nevyhovující původní dřevěný most u Přerova přes řeku Bečvu. Jednalo se o příhradovou konstrukci Nevilleho soustavy. Belgičan Neville zkonstruoval mostní nosník s jednoduchým trojúhelníkovým příhradovým systémem. Horní pás, vystavený pouze tlakovým namáháním, sestával z litinových tyčí, spojujících vrcholy trojúhelníkově uspořádaných příček z kujného železa. Spodní pás, tvořící základnu trojúhelníků, byl z kovaných plochých kolejnic, jež přenášely tahová napětí. o Historická pochybení v ocelových konstrukcích Nevilleho soustava Nedokonalé spojení nosných prvků v uzlových bodech Nevilleho soustavy budilo již od počátku nedůvěru v tento systém. V samotné Belgii se tento systém z důvodu nepříznivých zatěžovacích zkoušek nerozšířil, zato úspěch měl ve Francii, Itálii, Anglii a Německu. Ačkoliv jej v roce 1852 podrobili odborníci zdrcující kritice, rozhodla se Ferdinandova dráha po úspěšné zkoušce ve Vídni nahradit staré dřevěné mosty mosty ocelovými s Nevilleho soustavou a tyto nosníky se začaly vyrábět v Rotchildových vítkovických železárnách. Obr. č. 1

Na železnici v Čechách a na Moravě se Nevilleho nosníky příliš neosvědčily a byly po 20 letech provozu vyměněny. Začaly se budovat převážně železné příhradové konstrukce přímopásové nebo s obloukovým dolním pásem.

5



Schifkornovy příhradové nosníky Zatímco Nevilleho mosty vyráběly Rotchildovy vítkovické ocelárny, sobotínské železárny přišly v roce 1862 s tzv. Schifkornovými nosníky. Ty vykazovaly vynikající výsledky při zatěžovacích zkouškách – pouze jednu tisícinu rozpětí, přesto byly po necelých 30 letech postupně vyměněny za příhradové konstrukce ze svářkového železa. Vraťme se však k počátkům užití Schifkornových nosníků. Trať z Pardubic do Liberce vstoupila do dějin našeho železničního stavitelství především díky viaduktu u Rakous mezi Železným brodem a Turnovem Údolí Jizery zde trať překlenula sedmi poli o rozpětí o 26 metrech, pro jejichž nosné konstrukce bylo poprvé použito Schifkornových příhradových nosníků, dodaných sobotínskými železárnami bratří Kleinů. Základem soustavy byla složená přímopásová příhradovina, horní pás a příčky byly z litinových dílců, spodní pás a svislice z kujného železa. Svislice měly na koncích závity a dotahováním šroubů se do konstrukce vnášelo potřebné předpětí. Soustava se rozšířila po celém Rakousku. První most byl realizován v roce 1862 a už v roce 1865 byly Schifkornovy nosníky podrobeny tvrdé kritice odborníků. Po zřícení železničního mostu přes Prut na trati ze Lvova do Černovců pod jedoucím vlakem v roce 1868 a zřícení mostu přes Berounku u Mokropes za povodně v květnu 1872 se vytýkané nedostatky těchto konstrukcí ukázaly v plném světle. Konstrukce, složená z příliš velkého množství drobných dílů, nemohla při tehdejší kvalitě šroubových spojů vytvořit jednolitý celek, proto se nedbalá či nedokonalá montáž a každé mimořádné namáhání projevilo velmi nepříznivě. Těchto mostů se postupně vyrobilo a osadilo 150 a postupně byly všechny vyměněny za nýtované příhradové konstrukce ze svářkového železa. Poslední demontáž Schifkornova nosníku byla provedena přes Labe v Děčíně v roce 1894. Obr. č. 2 Současný děčínský železniční most přes Labe – trať Všetatky – Děčín Prostřední Žleb

6



Obr. č. 3 Současný děčínský železniční most přes Labe – trať Všetatky – Děčín Prostřední Žleb

Obr. č. 4 Současný děčínský železniční most přes Labe – trať Všetatky – Děčín Prostřední Žleb

7



o Masivní mosty, kámen, beton Budování mostů v různých dobách odpovídalo úrovni vědomostí o materiálech, používaných na jejich výstavbu. Kámen, jako základní materiál na stavbu mostů používali lidé od nepaměti prakticky až do 19. století. Kamenné mosty měly dvě základní formy – klenbu či oblouk, protože tento typ konstrukce je nejvhodnější pro využití vynikajících vlastností pevnosti kamene v tlaku. V 70. letech 19. století se začal využívat nový materiál – beton, jehož vlastnosti se příliš nelišily od kamene, ale jeho použitím se zrychlila a zjednodušila výstavba mostů. o Železobeton, předpjatý beton Přelom ve výstavbě mostů nastal po objevení materiálu – železobetonu a jeho velké rozšíření v mostním stavitelství zejména začátkem 20. století. Za převratný objev se považoval vynález předpjatého betonu, který kombinoval vysokopevnostní beton s přepínací výztuží. Jeho rozvoj se datuje do 50. let 20. století.

8



4. Mosty – materiály z hlediska statické vhodnosti Historický vývoj materiálů a jejich kombinací používaných pro stavbu mostů v minulosti a v současnosti ukazuje graf č. 1. Graf č.1 Materiály vzdorující tahu i tlaku

Materiály vzdorující tlaku

Materiály vzdorující tahu

Kámen

Cihla

Bambusová lana

Ocel

Ocelové tyče, ocelová lana

Dřevo

Beton Železobeton

Pasivní kombinace

Vysokopevnostní beton

Vysokopevnostní ocel Předpjatý beton

Aktivní kombinace

9



5. Železniční mosty – hlavní části mostů Hlavní části železničních mostů jsou: 1. Spodní stavba 2. Železniční svršek 3. Nosná konstrukce 4. Vybavení (příslušenství) mostů

10



6. Spodní stavba Spodní stavba zahrnuje opěry, křídla, úložné prahy, závěrné zdi a pilíře. Správná funkce spodní stavby mostu je nutnou podmínkou správné funkce nosné konstrukce. Na spodní stavbě se vyskytují různé druhy poruch. Sedání spodní stavby - příčinou je obvykle nedostatečný geologický průzkum v předprojektové přípravě, a s tím spojený nesprávný návrh založení spodní stavby mostu. Také příčinou sedání opěr či pilířů je podemletí spodní stavby ve vodním toku. Také mohou nastat pozdější změny geologických podmínek. Například podmáčení či změny po přírodních katastrofách, jakými jsou povodně, zemětřesení, apod. Například nehody – časté nabourání železničních nadjezdů silničními vozidly, která mají nepovolenou výšku, nerespektují značku o maximálním možném výškovém rozměru podjezdné výšky. Spodní stavba po sedání vlivem geologických příčin potom sedá buď svisle, nebo se naklání v příčném nebo podélném směru, nebo se jedná o kombinaci tvarových deformací, a to v závislosti na charakteru deformace základové půdy. Sedání spodní stavby potom způsobuje deformaci nosné konstrukce a podle rozsahu této deformace ohrožuje bezpečnost a použitelnost železničního mostu. Trhliny – ve spodní stavbě mostů mohou vznikat jako důsledek nerovnoměrného sedání mostu, nebo také neočekávaného namáhání způsobeného například poruchou některé části nosné konstrukce. Trhliny se mohou objevit i pod ložisky na úložných prazích, jednak z nesprávného návrhu vyztužení úložného prahu, nebo nesprávnou funkcí ložiska. Například pohyblivé ložisko může ztratit – zarezivěním, znečištěním uhelným mourem apod. – svou funkci pohyblivého ložiska a může dojít k roztržení nejen úložného prahu, ale i celého pilíře. Příkladem je železniční most přes Labe v Lovosicích, kde tím, že ložiska přestala plnit funkci pohyblivých ložisek, roztrhala i pilíře. Oprava spočívala především v příčném sepjetí těchto pilířů ocelovými táhly. Viz obrázek č. 6 Degradace materiálu - degradace materiálu spodní stavby mostu se může projevovat různým způsobem. Povrch spodní stavby – beton, kámen, zvětrává působením agresivního prostředí nebo vody, stékající po líci spodní stavby mostu. Při větší koncentraci škodlivých látek – například na dotyku vodního toku s obsahem škodlivých látek s pilířem, nebo v prostoru úložného prahu (z kterého nemůže voda, která prosákla z netěsného mostního závěru, rychle odtéct) dochází ke korozi betonu a výztuže. Tento proces navíc urychluje působení mrazu – zamrzání vody – objem ledu je větší a trhá úložný práh, také působení proudu vody bývá erozivní a poškozuje části mostu. Na spodních stavbách mostů, kde je obložení kamenem, dochází k zvětrávání výplňové malty mezi kameny. Navíc tento proces urychluje vegetace, která se zachytí a roste, porušuje a urychluje degradaci křídel, opěr, pilířů. Všechny tyto poruchy samozřejmě urychlují proces stárnutí a výrazně snižují životnost spodní stavby.

11



Obr. č. 6: Pilíř po opravě – stažen příčně ocelovými táhly. Most přes Labe v Lovosicích na trati Lovosice – Česká Lípa

Na obrázku je patrná i vegetace, náletové stromy, které se uchytily ve spodní části a také výrazně poškozují stav pilíře a přispívají k celkové degradaci spodní stavby mostu.

12



7. Železniční svršek Mostnice + upevnění Podlahy Pojistné úhelníky Kolejnice + upevnění Aby železniční most plnil správně svou funkci, je třeba dbát i o správný stav železničního svršku na mostě, to znamená, aby kolej nejen na mostě, ale i před mostem a za ním odpovídala příslušnému drážnímu předpisu (S 3). Zejména je nutné dbát na: • Stav bezstykové koleje, dokonalost svarů • Aby bylo v pořádku dilatační zařízení, pokud se na mostě nalézá a zda jsou namazány jeho kluzné části • Pokud je kolej přímo uložena, kontrolovat, zda prvky přímého uložení jsou udržovány ve funkční sestavě podle vzorového listu a projektu • Zda jsou pojistné úhelníky udržovány ve správném stavu – tj. zda jsou ve správné poloze, jsou dobře upevněny a mají správné ukončení • Pokud je na mostě štěrkové lože, zda jsou řádně podbity pražce, a to zejména u závěrných zdí a v těsné blízkosti za závěrnými zdmi • Pokud je plánováno strojní podbíjení pražců na mostě s průběžným štěrkovým ložem, je třeba ověřit, zda má štěrkové lože dostatečnou vrstvu – a to z důvodu, aby podbíjecí kladiva strojních podbíječek nepoškodila izolace na mostě. Také je důležitá šířka kolejového lože, aby nedošlo k poškození mostu – tj. ověření průchodnosti mostu pro strojní čištění a podbíjení štěrkového lože na mostech • Doplňování kolejového lože na mostě tak, jak určují vzorové listy a projekt Mostnice Mostnice musí být v dobrém stavu, aby plnily svou funkci. Pokud je mostnice shnilá, vyměnit. V poslední době se objevují i dřevokazné houby, které jsou nebezpečné tím, že zničí vnitřní část mostnice a povrch nebývá porušen, proto je nutné při revizích pečlivě prověřovat stav mostnic, i když houba na první pohled není vidět. • Jednotlivé vadné mostnice, ve kterých nedrží upevňovadla – vyměnit • Jednotlivé vyhnilé, silně rozpraskané, nebo jinak poškozené mostnice – vyměnit • Pokud je kolej na mostě v oblouku nebo v přechodnici, jsou pod mostnice vkládány dřevěné klíny – vyměnit, pokud jsou vadné (většinou rozštíplé) Železniční svršek může být: Klasický Pružný V posledních letech se nově buduje již pouze kolej s pružným upevněním (značky Vosloh nebo Pandrol) Řádná péče se musí věnovat i podlahám a upevnění všech prvků, tvořících železniční svršek na mostech.

13



8. Nosná konstrukce HLAVNÍ NOSNÁ KONSTRUKCE železničních ocelových mostů Může být: • Plnostěnná • Příhradová MOSTOVKA Je tvořena • Podélníky a příčníky LOŽISKA Podle funkce je dělíme na • Pevná a • Pohyblivá Vzhledem k rozsahu a zaměření práce se nebudu věnovat hlavním nosným konstrukcím ocelových železničních mostů ani konstrukcím mostovek. Problematika je široká a zasloužila by si samostatných prací. Protože cílem mé práce je shrnutí typických závad na ocelových železničních mostech, u ložisek bych se rád pozastavil. Velmi často dochází před dožitím celého mostního objektu k poruchám na ložiscích. Při ztrátě funkčnosti ložiska dožitím nebo neodstranitelnými poruchami, dochází k jejich výměně. V dnešní době jsou často navrhována ložiska pryžová, lepená z několika vrstev, která jsou schopná vyhovět i značným statickým nárokům. Jak jsem se zmínil již v kapitole o spodní stavbě, obvykle se ztrátou funkčnosti ložiska jde ruku v ruce poškození úložného prahu i pilířů či opěr. Proto při výměnách ložisek obvykle dochází i k výměnám úložných prahů, které jsou téměř vždy poškozené. Důvodem je soustředný tlak a změněné působení na úložný práh při zatuhnutí pohyblivých ložisek. Je obvykle třeba i přikročit k sanaci pilířů a opěr, například • stažením ocelovými táhly napříč • nebo sepnutím ocelovými kleštinami po obvodu pilíře – systém HELIFIX • či podobné systémy výztužných lepených pásů apod. Pryžová ložiska jsou vyráběna v rozličných tvarech a modulech, zatím nejsou zkušenosti z provozování těchto ložisek nad 20 let, neboť se masověji začala používat v 90. letech 20. století. LOŽISKA železničních mostů trpí zejména zanesením nečistotou – uhelným prachem (mourem) agresivním prostředím; dle stupnice agresivity prostředí je silně agresivní prostředí značeno číslem 4 a 5. jedná se například o ocelové mosty, které jsou na trati Lovosice – Česká Lípa a procházejí areálem lovosické chemičky • nedostatečnou údržbou, tj. čištění, apod.

• •

14



9. Železniční mosty – kompetence organizací za jejich stav Vlastníkem všech železničních mostů, stejně jako veškeré železniční infrastruktury (pouze s nepatrnými výjimkami), v České republice – je STÁT. Funkci vlastníka vykonává Správa železniční dopravní cesty, státní organizace. Tato společnost je jednou ze dvou nástupnických organizací, která vznikla přijetím zákona č. 77/2002 Sb o transformaci státní organizace české dráhy. Bývalá státní organizace České dráhy tímto zákonem zanikla a k 1.1.2003 vznikly dvě nové nástupnické organizace : • České dráhy, akciová společnost (ČD) • Správa železniční dopravní cesty, státní organizace (SŽDC) České dráhy plní funkci provozovatele drážní dopravy (dopravce, zjednodušeně řečeno má na starosti vlaky). Správa železniční dopravní cesty plní roli vlastníka železniční infrastruktury a ze zákona zajišťuje 1. Provozování železniční dopravní cesty (zjednodušeně řečeno výpravčí a zařízení) 2. Provozuschopnost železniční dopravní cesty (zjednodušeně řečeno udržování tratí v provozuschopném stavu) 3. Modernizaci a rozvoj železniční dopravní cesty (zjednodušeně řečeno velké investiční akce do železničních tratí) První dva body - provozování ŽDC a provozuschopnost ŽDC pro SŽDC na základě smlouvy vykonávají České dráhy, akciová společnost. Třetí bod – modernizace a rozvoj si zajišťuje SŽDC sama prostřednictvím svých výkonných jednotek – stavebních správ (jsou 3: Praha, Plzeň a Olomouc) Provozuschopnost železniční dopravní cesty, jak bylo zmíněno, je udržení železničních tratí v provozuschopném stavu pro provozování železniční dopravy. Do této činnosti spadá i péče o mostní objekty. České dráhy, a.s. mají v sídlech krajů své výkonné jednotky, které se nazývají Správy dopravní cesty. Tyto výkonné jednotky se pak dále člení na jednotlivé správy; správy tratí, správy sdělovacího a zabezpečovacího zařízení, správy budov, elektro, a také správy mostů a tunelů. Správy mostů a tunelů se starají mimo jiné i o mosty. Stálý dohled na mostech má ovšem správa tratí, obchůzkář a příslušný traťmistr.

15



Zákon č. 77/2002 Sb. – zásadní transformace železničního systému v ČR

Státní organizace České dráhy – zanikla k 1.1.2003

Stavební správy Správa železniční dopravní cesty, s. o. – vznik k 1.1.2003 Praha Plzeň Olomouc

Akciová společnost České dráhy – vznik k 1.1.2003

Správy dopravní cesty v sídlech krajů ČR Správa mostů a tunelů

16



10. Správa mostů Správou mostů se dle platného předpisu rozumí • • • • •

Hlavní prohlídka Evidence Dohlédací činnost Ochrana a udržování objektů v provozuschopném stavu (údržbou, opravou, rekonstrukcí Po skončení životnosti – rušení mostů Hlavní prohlídka

Co je smyslem hlavní prohlídky a kdy se vykonává, by bylo opisováním příslušných předpisů. V této práci je nutné zmínit, že dobře vykonaná hlavní prohlídka – například po dokončení nového mostu – je základem pro zajištění správné funkce mostu a potvrzením požadované životnosti. Odhalením závad se startuje proces reklamace a odstranění všech vad a nedodělků je opět podmínkou správného uvedení mostu do provozu. Evidence Bezesporu dokonalá evidence mostních objektů je nezbytná pro jejich dobrou správu. Evidence mostů je poměrně velmi dobře zpracovaná, protože je dosud v rukou jediného subjektu – Českých drah, a. s. Evidují se veškeré konstrukce, části mostů, zařízení na mostech, spodní stavba, agresivita prostředí, lokalita, zvláštnosti, udržovací stav apod. Dnešní moderní systém se nazývá MES – Mostní evidenční systém a jednotliví správci, respektive přednostové správ mostů a tunelů jednotlivých správ dopravní cesty, jsou odpovědni za správnost a zejména aktualizaci všech dat. Dalším nástrojem je péče o archiv dokumentace jednotlivých mostů a zde je situace o něco horší. Neblaze se podepsaly četné reformy na ztrátu některých historických výkresů, které časem zmizely či byly odcizeny. Přesto však dokumentace mostních objektů na ČD je nesrovnatelně dokonalejší než evidence silničních mostů z výše uvedeného důvodu, že vždy České dráhy byly pouze jediným majitelem této dokumentace. U silnic to byly například Krajské správy, jednotlivé správy a údržby silnic, dále ředitelství dálnic, dále okresy, kraje, apod. podle toho, kam která silnice a její most patřila. Na přelomu tisíciletí bylo na české železniční síti přibližně 6 770 mostů. Klasifikace 3 – mělo celkem 759, což reprezentovalo 11,2 % celkového počtu Podle stáří bylo 153 mostů postaveno do roku 1850 1 865 mostů 1851 – 1900 2 710 mostů 1901 – 1960 1961 – 1980 1 567 mostů 475 mostů po roce 1980 Dohlédací činnost Dohlédací činnost na mostech je dále rozepsaná v následující kapitole

17



Ochrana a udržování mostů v provozuschopném stavu Jedná se o •

• •

drobné údržbové práce, které vykonávají správy mostů a tunelů buď vlastními silami nebo si objednají vnějšího dodavatele. Musí se při zadávání těchto prací řídit příslušnými zákony – zejména o zadávání veřejných zakázek – a po ukončení prací bedlivě zkontrolovat kvalitu provedených prací opravy, které opět vykonávají vlastními či externími kapacitami a platí stejná pravidla rekonstrukce; zde se zpravidla jedná o větší rozsah prací a zásah do nosné konstrukce. Musí být zpracována příslušná dokumentace a pravidla jsou více specifikována. Musí být vydáno stavební povolení, které vydává Drážní úřad, který je stavebním úřadem pro vydávání stavebních povolení na dráze. Práce musí provádět specializované a certifikované firmy na základě projektů firem s autorizovanými inženýry v oboru Mosty a inženýrské konstrukce..

Po skončení životnosti mostu Nedílnou součástí starostí o mosty je i jejich zrušení; vyřazení z evidence a sešrotování konstrukce, či její uložení na skládku. V ojedinělých případech lze konstrukci ještě vložit do jiné, méně exponované trati, kde by parametry mostu po přepočtu ještě vyhověly. Zajímavostí ze současné železniční praxe je i likvidace poměrně nového ocelového plnostěnného železničního mostu v ulici Trocnovská v Praze, kde most starý přibližně 15 let musí být snesen z důvodu zrušení trati, do které patřil. Jedná se o trať – tzv. Hrabovskou spojku, která spojovala Masarykovo nádraží s nádražím Praha Libeň. Tento most bude nabídnut pro další využití.

18



11. Dohlédací činnost Podle předpisu S 5 dohlédací činnost na železničních mostech zahrnuje: • • • • •

stálý dohled - pochůzky pravidelné prohlídky (běžné prohlídky a podrobné prohlídky – revize) nepravidelné prohlídky (kontrolní prohlídky a nepředvídané prohlídky) zvláštní pozorování kontrolní zatěžovací zkoušky

Aspekty správy mostů: • • • • • • •

bezpečnost současný stav technologie stavby a údržby ekonomická omezení přerušení provozu – výluky estetika politické aspekty životní prostředí

Zhoršování stavu železničních mostů: • • • • • • • •

zhoršování stárnutím změna užívání – vyšší rychlosti, větší zatížení náhodné přetěžování materiálové problémy agresivní prostředí rozpočtová omezení (omezení preventivní údržby) nevhodná konstrukční řešení neodborné řešení detailů nebo celých konstrukcí

19



12. Stav mostů a požadavky do budoucna Mosty jsou životně důležitou součástí železniční infrastruktury a stav některých strategických konstrukcí může být rozhodující pro další budoucnost trati. Úlohou železnice je přepravovat náklady a cestující, přičemž nejpřednější podmínkou je bezpečnost. Pro její dosažení má zásadní význam poznání vnitřních vazeb projektování, stavby, dohledu, hodnocení a údržby.

Požadavkem do budoucna je zajišťovat dostatečnou údržbu. Řádná údržba je nezbytným předpokladem zachování správné funkce mostu po celou dobu jeho životnosti. Dlouhodobě nebyla na železnici prováděna z ekonomických důvodů potřebná údržba. Pokud by se dále nenaplňovaly potřeby údržby, vedlo by to k nárůstu počtu omezení přechodnosti a snižování rychlosti. Mohlo by to vést i k přerušení provozu na některých tratích nebo v některých traťových úsecích v důsledku havarijního stavu mostních konstrukcí. Zanedbání běžné údržby vede i k nárůstu závad, které již údržbou nepůjdou odstranit a bude nutné přistoupit k rozsáhlejší rekonstrukci. To s sebou nese požadavek na větší finanční prostředky. Finanční prostředky od státu nestačí na údržbu tak rozsáhlé železniční sítě, jaká je v České republice. Bude nutné definovat dopravní politiku a zabezpečit finanční zdroje na dohodnutou síť. Zásadním hlediskem údržby mostních objektů musí být co nejefektivnější využití přidělených finančních prostředků tak, aby bylo v maximální míře zabráněno dalšímu zhoršování stavu mostů. V novém tisíciletí budou stávající mosty muset vyhovět možná větší prostorové průchodnosti, větším zatížením na nápravu a podstatně vyšším rychlostem. Perspektiva železniční dopravy je optimistická vzhledem k podpoře železničních projektů Evropskou komisí. Je však nutné zajistit rovné podmínky pro všechny druhy dopravy. Silniční zájmy jsou však upřednostňovány s podporou obrovského kapitálu betonářů, naftařů, automobilového průmyslu, s kterými se zájmy železnice perou na nerovné půdě.

20



13. Revize ocelových mostů V další části práce jsem se snažil přinést fotografie některých závad, zjištěných při pravidelných revizích. Tyto revize prováděly specializované revizní čety bývalých mostních obvodů. Mostní obvody, které byly v roce 1995 definitivně zrušeny, přešly do nově vzniklých Správ dopravní cesty tam, kde měly svá sídla. Například mostní obvod Ústí nad Labem byl začleněn do Správy dopravní cesty Ústí nad Labem, mostní obvod Plzeň do Správy dopravní cesty Plzeň a podobně v Brně. Specializované revizní čety byly součástí Správ mostů a tunelů příslušné správy dopravní cesty. Tak tomu bylo až do konce roku 2005, kdy byly tyto specializované čety všechny vyjmuty z příslušných správ dopravní cesty a začleněny do výkonné jednotky Českých drah, která se jmenuje Technická ústředna Českých drah. Fotografie jsem získal ze správy mostů a tunelů z Ústí nad Labem a převážná většina závad byla vyfotografována na dvou objektech: • •

Labský most v Děčíně Labský most v Lovosicích

Závady mohou být považovány za hrubé zanedbání povinností správce. Opak je pravdou. Závady jsou pravidelně monitorovány a hodnoceny a jsou plánovány rekonstrukce.

21



14. Závěr Správa mostů: lze ji rozdělit na 2 systémy •

Systém A – projekt + stavba nových mostů

Obrázek 7 – Mosty Seifertova PRAHA

•

Systém B – stávající mosty Péče o stávající provozované mosty

Obrázek 8 - Chrást u Plzně

22



Systém A – projekt + stavba nových mostů •

Chyby, které vznikají ve stádiu projektové přípravy 1. Nedokonalý geologický průzkum špatně zvolená konstrukce 2. Chyby při výpočtu 3. Podcenění některých vnějších vlivů agresivity prostředí

►špatná volba založení mostu,

►větší koroze vlivem větší chemické ►účinky zatížení, způsob namáhání,

Nejčastěji dochází k nevhodnému řešení konstrukčních detailů •

Chyby, které vznikají při vlastní výstavbě ►špatná betonáž, nedodržení rozměrů 2. Nedodržování technologických postupů ►neznalost správné technologie (např. stěrkové izolace Bridge Master) 3. Kombinace obou typů

1. Nedostatečná pracovní kázeň

Požadavek: konstrukce s životností přibližně jedno století

Systém B – stávající mosty Péče o stávající provozované mosty •

Činnosti, související se správou mostu v užším smyslu, u již existujících mostů: • • • •

Pozorování Dokumentace Analýza Komplexní diagnostika

23



SHRNUTÍ •

Při stálém dohledu je především třeba věnovat pozornost železničnímu svršku na mostě a před mostem, kontrolovat stav upevnění, pojistné úhelníky – zejména geometrickou polohu, dilatační zařízení, podlahy a zábradlí. Stálý dohled vykonává pracovník Správy tratí

•

Při běžných prohlídkách je nutné prověřit celkový stav mostu a učinit o tom záznam. Zařadit – zkontrolovat klasifikaci mostu (1 až 3). Běžné prohlídky vykonává mostmistr. Železnice – klasifikuje stavební stav mostů do 3 skupin 1. Dobrý 2. Vyhovující 3. Nevyhovující

•

Při podrobných prohlídkách se prohlíží každá část mostního objektu, sepisují se veškeré poruchy na všech částech mostu a sepisuje se tzv. revizní zpráva. Podrobné prohlídky vykonávají specializované revizní čety.

•

Při kontrolních prohlídkách se zkoumá mostní objekt z určitého důvodu. Například 1. Při poslední běžné prohlídce byl označen jako klasifikace 3 – nevyhovující 2. Je třeba zvýšit rychlost nebo přechodnost (zatížení na nápravu) 3. Jsou pochyby o správnosti poslední opravy

•

Při nepředvídaných prohlídkách se zkoumá mostní objekt z určitého zvláštního důvodu – po mimořádných událostech. Například 1. Dopravní nehoda 2. Živelná katastrofa - povodně 3. Náhlé poklesy terénu na poddolovaných územích

Typické závady ocelových konstrukcí železničních mostů Průměrné stáří OK mostů u ČD je kolem 70 let. Tato dlouhá doba je nejúčinnější zatěžovací zkouškou, při které se projeví a ověří chování jednotlivých druhů konstrukcí nebo konstrukčních detailů v provozu. Fyzikální vlivy, provozní zatížení, vlivy povětrnosti a agresivity prostředí působí na provozní spolehlivost ocelových mostních konstrukcí. Zejména se tak děje u konstrukcí, kde se vyskytují i závady v návrhu, provádění či výběru základního a spojovacího materiálu.

24



Vlivy provozního zatížení Jak vyplývá ze statistiky, ocelové konstrukce jsou využívány v provozu daleko nad rámec jejich plánované životnosti. Velikost zatížení se během této doby podstatně zvýšila. Vysoká intenzita dopravy po letech nárůstu v poslední sice době poklesla, zejména u dopravy nákladní. Bez tohoto poklesu provozního zatížení by však za současné situace v oblasti přidělování prostředků na údržbu dopravní cesty na řadě tratí nebylo patrně možno udržet provoz. Konstrukční a materiálové vlivy Poruchy OK se objevují zejména u prvků nejvíce dynamicky zatížených. K tomu přispívá i skutečnost, že ve starších mostních normách byla podceněna velikost bočních rázů a brzdných sil. Do této kategorie lze zahrnout u případ, kdy nevhodným konstrukčním řešením ložiska došlo k provozním „putováním“ vyjetí válce z pracovní polohy, poklesu konstrukce a vykolejení žel.vozidla. Fyzikální vlivy Z vnějších vlivů působících na konstrukce má největší vliv koroze. Celkové zanedbávání protikorozní ochrany a použití zaklínadla „nedostatek finančních prostředků typu „nenatřené mosty neohrožují přímo bezpečnost železniční dopravy“ se projevuje ve stavu ocelových konstrukcí. Průměrné stáří protikorozní ochrany drážních mostů – nátěrů se pohybuje podle regionu kolem 28 let. Na korozi se kromě znečistění ovzduší podílí i průmyslový prach a spad přepravovaných substrátů. Tento spad se shromažďuje zejména v oblasti vodorovných prvků mostovek a hlavních nosníků a v oblasti uložení. Nemá-li mít znečištění mostů katastrofální následky, je nutné provádět jejich pravidelné provozní čistění. U ocelových mostovek s průběžným kolejovým ložem se závady nevyskytují zatím v takovém rozsahu jako u prvkových mostovek. Koroze se objevuje zejména v souvislosti s poruchami hydroizovace. Z dalších vlivů, působících na vznik závad ocelových konstrukcí je třeba jmenovat stav železničního svršku, únavu materiálu a ostatní vlivy - plochá kola, nárazy silničních vozidel, přetěžování vozů ... V předchozích letech, v období relativního dostatku financí a nedostatku kapacit, se náhrada poškozených konstrukcí řešila především tzv. kompletní rekonstrukcí - což znamená výměnu konstrukce. V současné době, kdy se musí každá koruna několikrát obrátit se přistupuje ke každému objektu individuálně. Vlastnímu zásahu předchází korozní průzkum a statické a ekonomické posouzení. Opravy – repase - se pak provádí i v případech, kdy je konstrukce již tzv. odepsaná, to jest je za hranicí své ekonomické životnosti. Obecně se dá říci, že takto lze výrazně prodloužit životnost mostním objektům starším 70 let při zachováni parametrů přechodnosti splňujícím kriteria běžného provozního zatížení.

25



Porovnáním dostupných materiálů, literatury, konzultacemi s odborníky a vlastním pozorováním jsem dospěl k následujícím závěrům: Srovnání betonových a ocelových mostů 1. Železniční ocelové mosty mají delší životnost 2. Jeví se jako spolehlivější a tím i bezpečnější 3. Závady jsou lépe viditelné a při dostatečné pozornosti a včasné opravě snadněji proveditelné 4. Mnohdy ekonomicky výhodnější, zejm. z hlediska dlouhodobé garantované životnosti 5. Nevýhodu spatřuji ve větší četnosti pravidelné údržby – nátěry, velká koroze v trvale agresivním prostředí

Železnice – mnohdy kritizovaná jako stát ve státě má následující velké výhody: • •

Stále plní strategickou funkci páteřní magistrály v případě potřeb ozbrojených sil Má i funkční systém utajovaných skutečností, zejm. přeprava radioaktivních látek. Má předpisy jasně definující odpovědnosti a pravomoci

Potřebuje dokonalý systém v oblasti mostů • •

Správcovské činnosti – za dlouhou historii poměrně dokonale vypracovaná Evidence – MES mostní evidenční systém

26



15. Použitá literatura 1. Krejčiřík, M.: Po stopách našich železnic 2. Tomica, Sokolík, Zemko: Údržba a rekonstrukce mostů 3. Ocelové mosty, sborník referátů Hradec Králové 1991, 1. část 4. Ocelové mosty, sborník referátů Hradec Králové 1991, 2. část 5. Teorie a konstrukce mostů, 4. konference Donovaly 1992 6. Mosty a tunely, zpravodaj Českých drah, několik ročníků 7. Předpis S5 Správa mostních objektů 8. Železniční mosty a tunely, správa a výstavba, konference; Praha ročník 2 až 11 9. Články v časopise Železničář 10. Zákon č. 77/2002 Sb. 11. Revizní zprávy Správy mostů a tunelů SDC Ústí nad Labem

27

Železniční ocelové mosty v ČR

Recommend Documents