Letmo betónované mosty stavané v 60. rokoch 20. storočia: Aké sú možnosti ich rekonštrukcie?
Časopis Inžinierske stavby 
V 60. rokoch 20. storočia prebiehal prudký rozvoj mostného staviteľstva spojený s intenzívnym uplatnením predpätého betónu a rozmachom technológie letmej betonáže nosnej konštrukcie, a to na Slovensku aj v okolitých krajinách. Príspevok sa venuje dobovým koncepčným riešeniam, uplatneným technologickým postupom, hodnoteniu aktuálneho stavu týchto mostov a možnostiam technického riešenia rekonštrukcií.
Uplatnenie predpätého betónu v mostnom staviteľstve prinieslo možnosť budovať mosty s väčšími rozpätiami cez hlboké údolia, široké vodné toky a neprístupný terén. V 60. rokoch minulého storočia nastali zároveň významné zmeny v technológii výstavby mostných konštrukcií. Vďaka mimoriadnemu rozvoju technológie letmej betonáže v tomto období tak bolo možné realizovať betónové monolitické mosty s rozpätím hlavného poľa 50 – 80 m.
V Československu boli touto technológiou naprojektované prvé mosty v roku 1958, do realizácie prešli následne počas rokov 1959 až 1963. Na Slovensku bola prvýkrát použitá technológia letmej betonáže na moste cez Váh v Novom Meste nad Váhom na ceste II/515, tento most bol realizovaný v rokoch 1960 až 1963.
Dva mosty postavené letmou betonážou sú na ceste I/9 nad Biskupickým kanálom a Váhom vo Veľkých Bierovciach (obr. 1). Medzi ďalšie takéto objekty patrí most v Kolárove cez Vážsky Dunaj na ceste II/563 (obr. 2), most Zlatné nad údolím na ceste I/18 a most nad Váhom v Hlohovci na ceste II/513.
Koncepcia a technológia technického riešenia
V prevažnej väčšine spomínaných mostov (okrem Mosta v Kolárove) má hlavná mostná letmo betónovaná časť tri polia. Ide o združený rám s kĺbom v strede druhého poľa. Nosné trámové konštrukcie mostov majú dvoj- alebo jednokomorový priečny rez s premennou výškou s vyloženými konzolami.
Letmo betónované nosné konštrukcie sú v pozdĺžnom smere predpäté dodatočne predpätou predpínacou výstužou, ktorá vedie voľne v otvorenom lichobežníkovom žľabe alebo v káblových kanálikoch v hornej doske komorového prierezu. V krajných poliach, ktoré boli budované na pevnej skruži, vedie predpínacia výstuž v káblových kanálikoch v stenách komorového prierezu. Komorové prierezy majú predopnutú aj hornú dosku v priečnom smere mosta.
Letmo betónované bolo stredné (druhé) pole, koncové časti v prvom a treťom poli boli budované technológiou betonáže na podpernej skruži.
Letmá betonáž prebiehala tak ako pri súčasnej výstavbe – od zárodkov vybudovaných na pilieroch s následnou symetrickou letmou betonážou konzol vahadla. V druhom strednom poli sa v rámci záverečnej fázy realizovalo „kĺbové spojenie konzol nosnej konštrukcie“. Na vytvorenie kĺbu sa používali rôzne technické riešenia:
- pohyblivé oceľové valcové ložiská,
- pohyblivé oceľové valcové ložiská a čiastočné zopnutie koncov konzol zvislými tyčami,
- trojica vodorovne orientovaných vrubových kĺbov (v každom tráme jeden),
- oceľová kyvná stienka, kĺbovite spojená v hornej časti s jednou a v dolnej časti s druhou konzolou hlavného poľa.
Návrh s riešením pozdĺžneho pohybu umiestnením kĺbu v strede hlavného poľa mal v danom čase svoje logické vysvetlenie, no s odstupom času sa ukázal ako zdroj rozsiahlych porúch na nosnej konštrukcii a príslušenstve mosta (obr. 5).
Poruchy a zhodnotenie technického stavu
Už po 20 rokoch prevádzky prvých letmo betónovaných mostov sa prejavili poruchy, ktoré vyplývali z úrovne vtedajšieho teoretického poznania, zo skúseností a z projekčných, ako aj technologických možností. V súčasnosti je technický stav týchto konštrukcií hodnotený stupňom V (zlý) až VII (havarijný) vzhľadom na poruchy a nedostatky, ktoré viedli k zníženiu zaťažiteľnosti mostov.
Zo súčasného pohľadu možno za základné koncepčné nedostatky považovať:
- statickú schému nosných konštrukcií so stredovým kĺbom,
- nevhodné dĺžkové usporiadanie polí,
- umiestnenie nosnej predpínacej výstuže hlavného poľa voľne do otvoreného žľabu v hornej doske komorovej konštrukcie a nedokonalé zainjektovanie – to sa preukázalo z hľadiska použiteľnosti, bezpečnosti a kvality mosta ako veľmi problematické,
- presnosť výpočtu účinkov dotvarovania a zmrašťovania betónu,
- dosiahnutie projektovaných hodnôt napätosti v nosnej konštrukcii počas predpínania.
Pri prvých letmo betónovaných mostoch možno za zásadné označiť tieto poruchy:
- významný pokles nivelety v mieste stredového kĺbu spôsobený nedostatočným predpätím a dotvarovaním betónu, strata napätosti a výrazný trvalý priehyb v hodnotách aj 300 mm,
- poruchy hydroizolácie a zatekanie do nosnej konštrukcie,
- značná korózia predpätia v otvorených žľaboch hornej dosky komorového prierezu, porucha spôsobená pretekaním vody,
- nedostatočne zainjektované káblové kanáliky v stenách komorového prierezu s koróziou predpätia, vyskytujúce sa kanáliky bez injektáže,
- poruchy dilatácií v mieste stredového kĺbu a zatekanie do komôr nosnej konštrukcie,
- korózia ložísk v stredovom kĺbe a obmedzenie ich funkčnosti, vzájomné kmitanie a chvenie susedných konzol nosnej konštrukcie,
- zablokovanie nosnej konštrukcie v oblasti krajných opôr, nefunkčné dilatácie,
- degradácia betónu a korózia betonárskej výstuže komorovej nosnej konštrukcie v rozhodujúcich prierezoch a prvkoch spodnej stavby,
- poruchy na príslušenstve, rozpad vozovky, nefunkčnosť ložísk a mostných záverov, degradácia ríms, korózia a poruchy na záchytných zariadeniach.
Výsledky diagnostiky a monitoringu predmetných mostov potvrdzujú veľmi zlý až havarijný technický stav nosných konštrukcií. Mostné objekty sú zaradené do rekonštrukcií so zosilnením pôvodnej nosnej konštrukcie, resp. sa pristúpilo k ich komplexnej prestavbe.
Rekonštrukcie mostov
V rámci prípravnej fázy projektovej dokumentácie je dôležité vyhodnotiť pomocou kvalitných diagnostických metód skutočný technický stav neprístupných častí mosta, t. j. zistiť stav predpínacej výstuže a kvalitu betónu nosnej konštrukcie. V rámci diagnostiky nosnej konštrukcie je potrebné doplniť realizáciu overovacej statickej zaťažovacej skúšky.
Treba však zmieniť riziká diagnostických metód. O stave predpínacej výstuže hlavného poľa sa rozhoduje na základe vzoriek z niekoľkých konkrétnych dostupných miest. Nevieme však s určitosťou, v akom stave je predpätie vo zvyšku konštrukcie. Preto je nevyhnutné zvážiť efektívnosť technologicky náročnej rekonštrukcie týchto mostov z pohľadu dosiahnutia zostatkovej životnosti po rekonštrukcii.
Základná koncepcia rekonštrukcie pozostáva z týchto krokov:
- odstránenie kompletného zvršku mostov až na úroveň nosnej konštrukcie,
- odbúranie po hornú časť ochrannej vrstvy predpätia, resp. odstránenie degradovanej vrstvy na mostoch s predpätím v žľabe; po očistení predpínacej výstuže pasportizácia a kontrola stupňa korózie predpínacích jednotiek,
- zrušenie stredového kĺbu v hlavnom poli a zmonolitnenie konzol, z čoho vyplynie zmena statického systému mostnej konštrukcie,
- vyrovnanie nevyhovujúceho výškového vedenia nivelety spádovým betónom spriahnutým s nosnou konštrukciou,
- doplnenie predpätia voľne vedenými káblami na zabezpečenie požadovanej únosnosti,
- zosilnenie spodnej stavby,
- výmena ložísk a mostných záverov,
- celoplošná sanácia spodnej stavby a nosnej konštrukcie,
- realizácia nového mostného zvršku.
Pri návrhu zosilnenia sa vychádza z pôvodnej projektovej dokumentácie, ktorá je často nekompletná, a pri realizácii rekonštrukcie sa zistí, že nekorešponduje so skutkovým stavom.
Vzhľadom na pôvodný technický stav týchto mostov, náročnosť rekonštrukcie a na to, že sa mení statický systém pôsobenia nosnej konštrukcie, je dôležité vykonávať v jednotlivých etapách výstavby podrobný monitoring, na ktorý následne nadviaže dlhodobé sledovanie mosta.
Záver
V súčasnosti majú prvé letmo betónované, ako aj letmo montované mosty za sebou 60 rokov prevádzky. Sú to predpäté mosty prvej generácie, na ktorých sa ukazujú poruchy prameniace z úrovne technických znalostí, ako aj technologických možností doby, v ktorej sa budovali. V súčasnosti sú už na konci životnosti a aj napriek úspešne realizovaným rekonštrukciám vybraných mostov je nevyhnutné vyhodnotiť ekonomický prínos vynaložených nákladov na realizáciu a následné opravy z dlhodobého hľadiska.
Na základe posledných skúseností z rekonštrukcie mostov cez Biskupický kanál a Váh vo Veľkých Bierovciach, kde sa po odstránení mostného zvršku zistil havarijný stav predpätia nosných konštrukcií, odporúčame technické riešenie kompletnej prestavby predmetných mostov s možným ponechaním a zosilnením spodnej stavby a zakladania. Nová nosná konštrukcia má oproti zosilnenej pôvodnej jasne zadefinovanú normovú životnosť a únosnosť, zároveň ide o efektívnejšie vynaložené náklady na výstavbu a následnú údržbu.
TEXT: Tatiana Bacíková, VALBEK SK, spol. s r. o., Bratislava; Anton Bajzecer, VALBEK SK, s. r. o., Košice
FOTOGRAFIE: VALBEK SK, spol. s r. o.
