Beton, Poruchy

Návrh rekonstrukce Libeňského mostu vestavěnou mostní ocelovou příhradovou konstrukcí

Jedním z aktuálních témat v hlavním městě je osud Libeňského mostu, na němž se podepsala zanedbávaná údržba. Na potřebu provedení sanačních opatření upozornil stavebně-technický průzkum provedený firmou Pontex, spol. s r. o., již v roce 1992. Následné průzkumy poukázaly na pokračující znehodnocování betonových konstrukcí degradačními procesy. Na základě zhodnocení stavebně-technického stavu Libeňského mostu z hlediska požadavků současných platných předpisů byla v roce 2009 přijata omezující opatření z hlediska provozu kolové i kolejové dopravy. Návrh rekonstrukce Libeňského mostu popsaný v tomto článku představuje technické řešení, které umožňuje splnit současné požadavky na provoz a zatížení při plném zachování historické mostní obloukové konstrukce podle návrhu architekta Pavla Janáka.

Stavba Libeňského mostu probíhala v letech 1924 až 1928 a navazovala na projekt regulace Manin. Most sestává z pěti klenbových mostních polí šířky 21 m o světlém rozponu 28, 38,5, 42,8, 42,8 a 38,5 m a navazujících železobetonových rámových konstrukcí ze strany Holešovic a Libně (obr. 1) Klenbová mostní konstrukce je provedena z prostého betonu, navazující rámové konstrukce ze železobetonu (obr. 2). Autorem konstrukce betonového klenbového mostu je Ing. František Mencl a autorem železobetonové rámové konstrukce je Ing. Václav Dašek. 

Obr. 1: Schéma konstrukce Libeňského mostu

Současný stavebně-technický stav Libeňského mostu, jeho oblouková mostní konstrukce a navazující nábřežní rámové konstrukce nevyhovují podle provedených diagnostických průzkumů [1, 2] požadavkům platných předpisů a norem. Na stav betonových mostních konstrukcí Libeňského mostu a neodkladnou potřebu provedení sanačních opatření upozornil již stavebně-technický průzkum provedený firmou Pontex, spol. s r. o., v roce 1992. Na základě zjištěného stavebně-technického stavu a spolu s předpokládanými dopravními požadavky a některými zkušenostmi po povodních v roce 2002 zadala TSK hl. m. Prahy v roce 2003 firmě Pragoprojekt, a. s., řešení rekonstrukce ulice Libeňský most včetně mostních objektů. Následně v roce 2006 zadala TSK hl. m. Prahy firmě Pragoprojekt, a. s., zpracování dokumentace pro stavební povolení, které předpokládalo výstavbu nového mostu na místě stávajícího. Po zhodnocení zatížitelnosti mostních konstrukcí byla v roce 2009 přijata omezující opatření z hlediska provozu kolové i kolejové dopravy. V roce 2015 na základě požadavku TSK hl. m. Prahy vypracoval Kloknerův ústav ČVUT souhrnný dokument zachycující technický stav mostních konstrukcí spolu s hodnocením možnosti jeho opravy, popř. výstavby nového mostu. 

Neprovedení sanačních opatření, pokračující degradační procesy a narušování betonových a železobetonových mostních konstrukcí spolu se stupňujícími se problémy s řadou mostních konstrukcí v Praze vyvolaly potřebu neodkladného rozhodnutí, zda přistoupit k rekonstrukci a obnově Libeňského mostu, popř. zda stávající mostní konstrukce nahradit zcela novým mostem. 

Základem argumentace pro novou mostní konstrukci jsou, podle ne zcela jednoznačných výsledků dosud provedených diagnostických průzkumů, především nevyhovující únosnost betonových konstrukcí Libeňského mostu, která neodpovídá požadavkům na provoz mostu podle v současnosti platné normy ČSN EN 1991-2 [3], a s tím související nevyhovující kvalita betonu, zejména jeho nestejnorodost, mezerovitost, zrnitost kameniva a nekvalitní zpracování (hutnění). 

Požadavek na rekonstrukci, obnovu a zachování stávající betonové konstrukce Libeňského mostu se opírá především o jedinečnost jeho architektonického řešení, které vychází z návrhu arch. Pavla Janáka, autora řady významných realizací. Podle umělecko-historického hodnocení Ústavem dějin umění AV ČR je most postaven v robustním puristickém slohu s kubickými prvky, které, podle vyjádření ČKA, jsou ryze české a ve světě unikátní (obr. 2).

Obr. 2a: Konstrukce mostuObr. 2b: Konstrukce mostu

Klenbová mostní betonová konstrukce
Jednotlivá klenbová mostní pole tvoří čtyři souběžné trojkloubové klenbové pásy – dva střední a dva krajní (průčelní) – z prostého betonu oddělené průběžnými dilatačními spárami, které eliminují vzájemnou interakci a spolupůsobení mostních obloukových pásů v příčném směru. Tloušťka kleneb je proměnná, ve vrcholu je u nejmenší klenby 670 mm, u největší 830 mm a v patních kloubech 800 mm, resp. 950 mm, přibližně ve čtvrtině rozpětí je tloušťka kleneb 830 mm, resp. 1070 mm. Vyložení konzolových klenbových patek je 3 až 4,5 m. Klouby ve vrcholu a ve visutých klenbových patkách jsou vytvořeny pomocí prefabrikovaných betonových kvádrů a speciálně tvarovaných olověných desek. Hydroizolace rubové strany klenbových pásů byla provedena horkými nátěry z asfaltu prokládanými třemi vrstvami juty [1, 2].

Obr. 3a: Lícní strana narušeného mostního obloukuObr. 3b: Lícní strana narušeného mostního oblouku

Mostní pilíře jsou provedeny z prostého betonu a na povrchu obloženy žulovými kvádry. Pilíře jsou založeny na skalním podloží z břidlic, v úrovni základové spáry mají šířku 7 m a v místě paty kleneb 4 m. Pilíře jsou zakončeny širokými balkóny na mohutných konzolách s vyložením až 2 m. Na úrovni vrcholu mostních oblouků probíhá 1 m široká římsa konzolově vyložená z čelních stěn, na které je uloženo plné masivní zábradlí sestavené z prefabrikovaných tvarovek [1, 2]. 

Mostní vozovka je uložena na násypech z výkopových prací od rubu klenby až na úroveň mostovky. Izolaci chodníků a vozovky tvoří asfaltové vrstvy. Středový tramvajový pás byl původně vydlážděn žulovými kostkami [4].

Na mostovce jsou umístěny dva jízdní pruhy a tramvajová trať v celkové šířce 14,5 m. Oboustranné chodníky mají šířku 3,25 m. Povrch vozovky je z asfaltového betonu, tramvajové těleso je provedeno z betonových panelů a povrch chodníků je z litého asfaltu [1, 2].

Podle výsledků průzkumů Libeňského mostu [1, 2] je nutné pro dosažení zatížitelnosti stávající mostní konstrukce dle v současnosti platné ČSN 736222 [3] provést rozsáhlou rekonstrukci zaměřenou na statiku mostní konstrukce. Dosud provedený výzkum poukázal také na potřebu dalšího diagnostického šetření. Na základě výsledků provedených diagnostických a průzkumných prací je v [1, 2] mj. konstatováno, že 

– nosné mostní konstrukce, klenby, pilíře a opěry obloukových kleneb a jejich základy nesplňují v požadovaném rozsahu materiálové požadavky uplatňované platnými předpisy na konstrukce staveb pozemních komunikaci [1],
– základy klenbového mostu, pilíře a opěry jsou zasaženy vnitřní síranovou korozí (blíže nespecifikovanou). Podle [1, 2] k degradaci mikrostruktury betonu, která by měla negativní dopad na jeho pevnost, nedošlo. Průběh síranové koroze je velmi pomalý a nepředstavuje bezprostřední ohrožení, tj. snížení únosnosti v důsledku poklesu mechanických vlastností,
– beton je pórovitý až mezerovitý, v důsledku nedostatečného zhutnění a obsahu velkých zrn kameniva jsou mechanické a fyzikální vlastnosti betonu velmi variabilní. Povrch betonu kleneb je na 20 až 25 % ploch degradovaný zpravidla do hloubky 10 až 30 mm (tj. cca 1,5 až 2,5 % tloušťky klenbových pásů, obr. 3),
– endoskopickou prohlídkou vybraných olověných desek v kloubech kleneb nebylo zjištěno jejich viditelné „vymačkání“ či jiné viditelné poškození, otlačení, deformace (podle [4] je funkce kloubů ovlivněna vysunutím, popř. absencí olověných desek). V oblasti vrcholových, popř. patních kloubů tvořených prefabrikovanými betonovými kvádry jsou patrná dílčí narušení klenbových pásů.

V Expertní zprávě [1] je stručně popsána varianta rekonstrukce mostu, která předpokládá náhradu dvou středních klenbových pásů (trojkloubových oblouků) ve všech klenbách za nové železobetonové obloukové pásy. Součástí navrhované rekonstrukce je mj. zajištění základů klenbového mostu – fixace z hlediska síranové koroze, oprava a sanace ponechaných konstrukcí a sekundární ochrana povrchů ke zvýšení životnosti a trvanlivosti. Ideový návrh rekonstrukce Libeňského mostu uvedený v [1] „de facto“ předpokládá, i přes některá výše uvedená kategorická konstatování o nevyhovujícím stavu a únosnosti betonových mostních konstrukcí [1, 2], zachování původní statické koncepce betonové mostní konstrukce a připouští, po provedení příslušných sanačních opatření, ponechání a plné využití části původní betonové obloukové mostní konstrukce, zejména krajních obloukových pásů, v rámci navrhovaného řešení. 

Obr. 4a: Detail narušení krycích vrstev, koroze výztuže železobetonové rámové konstrukce, dočasné podepření rámové konstrukceObr. 4b: Detail narušení krycích vrstev, koroze výztuže železobetonové rámové konstrukce, dočasné podepření rámové konstrukce

Navazující nábřežní železobetonové rámové konstrukce
Podle hodnocení Expertní zprávy [1] nesplňují dimenze nábřežních rámových železobetonových konstrukcí (obr. 1) požadavky v současnosti platných předpisů, vykazují rozsáhlé porušení způsobené korozí výztuže, karbonatací betonu, chemickou a fyzikální degradací betonu (obr. 4). 

Stav rámových konstrukcí je charakteristický výrazným narušováním betonu a krycích vrstev v okolí korodující výztuže a v souladu s ČSN ISO 2394 [5] lze stav železobetonových rámových konstrukcí hodnotit jako mezní stav použitelnosti, jenž odpovídá podmínkám, za kterých již není možné splnit požadavky na použitelnost konstrukce. Mezní stav použitelnosti železobetonové konstrukce je dán stupněm depasivace výztuže provázané progresivním průběhem koroze výztuže spolu se ztrátou soudržnosti výztuže a betonu.

S uvážením této skutečnosti spolu s vysokou ekonomickou náročností případných sanačních opatření zajišťujících požadovanou spolehlivost, trvanlivost a užitné vlastnosti, lze jednoznačně doporučit demolici železobetonových rámových konstrukcí a jejich nahrazení novými konstrukcemi [1, 2]. 

Návrh sanačních opatření ke zvýšení životnosti a trvanlivosti betonové mostní konstrukce
Podstatou dále uvedeného návrhu rekonstrukce Libeňského mostu v rozsahu současných požadavků na provoz a zatížení je použití vestavěné ocelové příhradové mostní konstrukce, která by převzala zatížení a umožnila, po provedení odpovídajících sanačních opatření, plné zachování stávající betonové obloukové mostní konstrukce. Po  odstranění násypů se předpokládá provedení doplňkového průzkumu mostní konstrukce zaměřeného zejména na identifikaci celkového rozsahu degradace betonu obloukových pásů, jeho kvalitu a salinitu, včetně mostních pilířů, jehož výsledky budou podkladem pro komplexní návrh sanačních opatření, včetně případné desalinizace či pasivace solí a protikarbonatačních, popř. zpevňovacích opatření. Nedílnou součástí komplexní sanace betonových částí mostní klenbové konstrukce je odstranění narušených částí, odstranění, popř. pasivace agresivních solí, zpevnění betonu injektáží, napouštěním a nátěry, reprofilace, hydrofobizace, sekundární ochrana povrchů a další opatření zajištující životnost a trvanlivost betonových konstrukcí.

Součástí sanace betonových konstrukcí bude identifikace částí povrchových vrstev betonové mostní konstrukce, které budou zachovány a které bude nutné částečně odstranit (povrchové vrstvy se silným lokálním poškozením, chybějící – odpadlé – části). Podle rozsahu narušení betonu bude třeba volit i sanační postupy. Menší místa poškození lze lokálně odsolit, injektovat dutiny a konsolidovat vhodným polymerem. Pro zvýšení alkality betonu (snížení vlivu předchozí karbonatace) by bylo možné impregnovat napadenou hmotu nanodisperzí hydroxidu vápenatého (nanovápnem). U rozsáhlejších poškození bude třeba odstranit napadenou hmotu a po částečném zaplnění dutin nanést nové vrstvy betonu (např. torkret včetně adhezních můstků). Snížení salinity (odsolení) se uplatňuje spíše v povrchových vrstvách.

Mechanické vlastnosti betonu lze částečně zlepšit impregnací příslušných částí betonové konstrukce např. za sníženého tlaku polymerními látkami, popř. běžně používanými prostředky na bázi organokřemičitých, popř. pryskyřičných směsí. Účinnost těchto opatření je třeba ověřit v závislosti na dosahované hloubce penetrace (v závislosti na distribuci a charakteru pórů betonu).

Snížení nasákavosti betonu lze dosáhnout hydrofobizací na bázi silikonových sloučenin ve formě roztoků, emulzí či krémů. Pórový systém betonu by bylo možné do značné míry utěsnit krystalizujícími anorganickými látkami (metoda XYPEX). Pro zvýšení odolnosti betonu proti karbonataci existují prostředky (nátěry), které jsou dostatečně účinné. 

Pokud jde o síranovou korozi, není z údajů uvedených v [1, 2] zřejmé, jak byla sledována a v jaké hloubce se objevuje. Vzhledem k tomu, že v [1] nebyla síranová koroze konstatována u kleneb, zdá se, že zdrojem síranů je podloží, případně říční voda (množství síranů nebylo ve zprávách uvedeno). Zpomalení síranové koroze souvisí se snížením množství síranů v materiálu (odsolení) nebo s vázáním síranů do nerozpustných solí (síran barnatý, fluáty).

Pro případ velké mezerovitosti, popř. diagnosticky identifikovaných kaveren v betonu je možné uvažovat v případě menších rozměrů o cementové injektážní směsi, popř. směsi s jiným vhodným hydraulickým pojivem, např. na bázi hydroxidu vápenatého s vhodnou hydraulickou přísadou.

Návrh případných sanačních opatření mostních pilířů a základové spáry (injektáž, torkretáž, zpevnění mikropilotáží, betonová obálka – „kesonové” věnce) vyžaduje podrobnější průzkum a ověření stavu podvodních částí pilířů a základové spáry v návaznosti na dosud provedený průzkum [1, 2]. Zvláštní pozornost je třeba věnovat kvalitě (mezerovitosti) materiálu základů a rozsahu síranové koroze.

Na základě zhodnocení výsledků provedených průzkumů, doplňkového průzkumu a diagnostických analýz je nutné odstranit řadu stávajících nejistot a neurčitostí hodnocení betonové mostní konstrukce Libeňského mostu uvedených v [1, 2], tak aby bylo možné na tomto základě neodkladně přistoupit k zahájení rekonstrukce Libeňského mostu. 

Obr. 5: Schematická vizualizace umístění vestavěné mostní ocelové příhradové konstrukceObr. 6a: Schematická vizualizace vestavěné nové mostní ocelové příhradové konstrukce (zobrazeno bez poprsních zdí) uložené na stávajících mostních pilířích – přímý kloubový spoj příhradové konstrukce sousedních mostních políObr. 6b: Schematická vizualizace vestavěné nové mostní ocelové příhradové konstrukce (zobrazeno bez poprsních zdí) uložené na stávajících mostních pilířích – spoj příhradové konstrukce sousedních mostních polí prostřednictvím železobetonové stěny dodatečně provedené na mostních pilířích

Návrh rekonstrukce Libeňského mostu vestavěnou mostní ocelovou příhradovou konstrukcí
Vestavěná mostní ocelová příhradová prostorová konstrukce je vytvořena z podélně uspořádaných příhradových nosníků s obloukovým spodním tlačeným pásem a příčných příhradových nosníků (obr. 5). Prostorovou tuhost příhradové konstrukce zajišťují vodorovná příhradová ztužidla vytvořená v úrovni horních a spodních pásů příhradových nosníků, k níž přispívá prostřednictvím spřahovacích trnů neposuvně připojená železobetonová deska mostovky vybetonovaná do ocelových profilovaných plechů, popř. mostovka z ocelových ortogonálních plechů. 

Prostorové příhradové konstrukce sousedních klenbových polí jsou vzájemně kloubově spojeny v úrovni horních rohových styčníků obloukových příhradových nosníků přímo, popř. prostřednictvím stěnového pilíře vybudovaného na zhlaví mostních pilířů (obr. 6). 

Vestavěné ocelové prostorové příhradové konstrukce jsou od horního povrchu (rubu) mostních betonových kleneb odděleny průběžnou dilatační spárou min. o výšce cca 80–120 mm. Uvedené opatření eliminuje interakci vestavěné ocelové mostní konstrukce a betonové obloukové mostní konstrukce a brání nejen přenosu statických zatížení, ale také přenosu „dynamických“ rázů z ocelové mostní příhradové konstrukce do betonových klenbových pásů. 

Prostorové příhradové mostní konstrukce jsou v jednotlivých mostních polích kloubově uložené na železobetonových prazích dodatečně provedených na zhlaví mostních pilířů prostřednictvím patních ložisek s vloženou elastomerovou vložkou umožňující částečné tlumení dynamické složky zatížení přenášené svislými profily příhradových nosníků (obr. 7) a při doplnění ložisek kluznou vrstvou umožňující vodorovný posun ocelové konstrukce (účinky teploty). 

Ocelová vestavěná příhradová mostní konstrukce byla předběžně staticky posouzena tak, aby byla ověřena její reálnost a výchozí dimenze hlavních prvků ocelové konstrukce pro předpokládaná zatížení a účinky (předběžný návrh pro zatížení vlastní tíhou a sdruženou dopravou) a prokázána její realizovatelnost. Podrobné statické a dynamické posouzení vestavěné mostní příhradové ocelové konstrukce pro plné zatížení tramvajovou a kolovou dopravou podle stávajících platných a relevantních norem a předpisů, tj. pro model LM1, zatížení vodorovnými účinky brzdných sil a dalších účinků v rozsahu odpovídajícímu současnému provozu na mostě, popř. novým požadavkům investora, odpovídá svým rozsahem prováděcímu projektu [6–9]. 

Obr. 7: Schéma uložení vestavěné mostní ocelové příhradové konstrukce na železobetonové roznášecí prahy provedené ve zhlaví stávajících mostních pilířůObr. 8: Původní dokumentace Libeňského mostu – původní řez obloukovou mostní konstrukcí [1, 2] (kótovaná celková výška mostní konstrukce a mostovky ve vrcholu 1500 mm, tj. při tloušťce obloukových klenbových pásů 670–830 mm činí celková tloušťka násypu a mostovky 670–830 mm)

Příhradové nosníky s obloukovým tlačeným pásem jsou navrženy jako svařované z oceli S355, příp. S460 pro exponované části (podle předběžného statického posouzení trubky průměr 197,3/6–323,9/20 mm). Příčné příhradové nosníky vytvořené dodatečným vložením diagonál a pásů mají styčníky navržené jako svařované (popř. šroubované s VP šrouby). Výška ocelové příhradové konstrukce ve střední vrcholové části, stanovená na základě předběžného statického posouzení, činí cca 230–410 (500) mm.

Nosná deska mostovky je navržena jako spřažená „ocelobetonová“ konstrukce s ocelovými ohýbanými profily a spřahujícími smykovými trny, zajišťujícími neposuvné uložení ocelobetonové konstrukce na ocelové příhradové prostorové konstrukci, popř. jako konstrukce z ortogonálních ocelových plechů. Spřažení ocelobetonové konstrukce a ocelové příhradové konstrukce umožní částečné snížení dimenzí tažených horních pásů příhradových nosníků a spolehlivý přenos vodorovných sil (např. brzdné síly do mostních pilířů). Skladba mostovky (asfaltobetonová vozovka, litý asfalt, svařovaná hydroizolace, ocelobetonová deska) se předpokládá v celkové výšce  240  až  330 mm, tak aby navazovala na stávající železobetonové chodníkové konstrukce konzolově vyložené z krajních betonových obloukových pásů v souladu se platnou ČSN 736110 [10], která požaduje, aby úroveň chodníku byla minimálně 80 mm nad povrchem komunikace (obr. 8). Rozdíl stávající výškové úrovně chodníku a komunikace (cca 160 mm) bude při využití minimálního požadavku ČSN 736110 využit pro řešení skladby mostovky ve vrcholové části mostu. Detailní řešení mostovky, včetně návaznosti na ocelovou příhradovou mostní konstrukci ve vrcholové části bude možné provést až na základě detailně zjištěné geometrie stávající vrcholové části Libeňského mostu.

Navržená rekonstrukce Libeňského mostu zabudováním vestavěné mostní ocelové příhradové konstrukce představuje řešení, které umožňuje plné zachování (obr. 5) betonové klenbové (obloukové) mostní konstrukce včetně významných architektonických prvků navržených arch. Pavlem Janákem včetně jejího výrazného odlehčení a snížení namáhání betonové obloukové mostní konstrukce a základů. Vytvoření nové ocelové příhradové mostní konstrukce splňuje požadavky na provoz a zatížení:
– plné zatížení mostovkou a dopravou v požadovaném rozsahu a intenzitě přenáší nová vestavěná mostní ocelová konstrukce,
– plně zachovaná betonová oblouková mostní konstrukce přenáší pouze účinky vlastní tíhy a účinky objemových změn (teplota, vlhkost) betonové mostní konstrukce.

V rámci navrhované rekonstrukce se předpokládá zajištění přístupu do prostoru vestavěné ocelové konstrukce pro provádění pravidelné kontroly, monitoringu a údržby ocelové příhradové mostní konstrukce, betonových trojkloubových oblouků a mostních ložisek. Nedílnou součástí navržené rekonstrukce musí být zajištění účinného provětrávání prostoru s vloženou ocelovou příhradovou konstrukcí, tak aby byly vytvořeny optimální podmínky pro zajištění trvanlivosti betonových obloukových mostních konstrukcí (suché, provětrávané prostředí).

Předpokladem pro uvedený koncepční a ideový návrh rekonstrukce Libeňského mostu je provedení sanačních a protikorozních opatření včetně sekundární ochrany stávající betonové mostní konstrukce. Spolehlivý a účinný návrh sanačních opatření vyžaduje provedení doplňkového průzkumu, který by odstranil řadu nedostatků a nejednoznačnost stávajícího hodnocení stavebně-technického stavu betonové klenbové mostní konstrukce. 

Navržené řešení umožňuje dosáhnout výrazného snížení finančních nákladů a časové náročnosti včetně omezení řady provozních a dopravních opatření v průběhu provádění navržené rekonstrukce mostu v porovnání s řešením, které předpokládá částečnou demolici středních betonových klenbových pásů a jejich nahrazení novými železobetonovými obloukovými pásy, popř. úplnou demolici stávajícího betonového mostu a realizaci nového mostu. 

Uvedený ideový návrh rekonstrukce Libeňského mostu neřeší řadu aspektů právních (stávající stavební povolení) i technických (řešení sítí, návazných staveb a komunikací). Rozhodnutí o zachování, popř. demolici stávajícího Libeňského mostu zahrnuje celý komplex otázek od regulačních a protipovodňových opatření až po vedení dopravy a návaznosti na stávající, popř. plánovaný komunikační systém.

Obr. 9: a – průběh normálových napětí ve vybraných řezech v klenbové mostní konstrukci a mostních pilířích; b – deformace klenbové mostní konstrukce ve vybraných bodech (v závorkách jsou uvedeny hodnoty napětí a deformací pro stávající stav, bez závorek jsou uvedeny hodnoty po provedení navrhované rekonstrukce)

Numerická analýza betonové klenbové mostní konstrukce
Výsledky numerické analýzy, jejímž předmětem bylo posouzení celkové stability, stavu napětí a deformací obloukové betonové mostní konstrukce v jednotlivých etapách realizace rekonstrukce Libeňského mostu, tj. posouzení stávajícího stavu betonové mostní konstrukce před odstraněním mostovky a násypu, po odstranění mostovky a násypu a po montáži ocelové prostorové příhradové konstrukce a provedení nové mostovky, prokázaly reálnost navrženého řešení (výsledky numerické analýzy podrobněji viz časopis Beton TKS 1/2019).

Na základě provedené numerické analýzy (obr. 9) pro zatížení vlastní tíhou zabudovaných konstrukcí pro stávající a navrhované řešení bylo prokázáno, že po provedení komplexní rekonstrukce vestavěnou ocelovou prostorovou příhradovou konstrukcí se významně sníží normálové napětí v betonu mostních obloukových pásů o 16–83 %, pilířů o 60–68 % a namáhání základové spáry o 37–47 % v porovnání se stávajícím stavem. Současně dojde ke snížení deformací mostních obloukových pásů o 20–71 % (v případě mostního pole o rozpětí 42,8 m). Maximální hodnota namáhání v základové spáře po provedení navrhované rekonstrukce bude dosahovat hodnoty 0,41–0,54 MPa, na rozdíl od stávajícího stavu, kdy dochází k namáhání základové spáry středního pilíře, které přesahuje únosnost základové spáry, stanovené dle [1] na 0,8 MPa. Shodný stav, tj. překročení uvedené hodnoty únosnosti základové spáry, nastává i v případě provedení rekonstrukce náhradou středních obloukových pásů železobetonovou konstrukcí [1].

V případě nevyhovující únosnosti základové spáry mostních pilířů, popř. nedostatečné únosnosti mostních pilířů v tlaku a ve smyku pro plné zatížení (včetně dopravy), zejména ve vztahu k vodorovným účinkům brzdných sil, lze provést sanaci mostních pilířů za účelem zvýšení jejich únosnosti v průřezech přiléhajících k patě klenbových oblouků, např. tzv. „hřebíkovou“ injektáží, popř. uložením prostorové vestavěné ocelové příhradové mostní konstrukce prostřednictvím železobetonových prahů (převázek) provedených na zhlaví mikropilot, popř. vrtaných maloprůměrových pilot. 

Postup provádění rekonstrukce Libeňského mostu vestavěnou ocelovou příhradovou mostní konstrukcí
Navržené řešení komplexní rekonstrukce Libeňského mostu vestavěnou ocelovou příhradovou mostní konstrukcí lze realizovat postupně, tak aby po celou dobu provádění rekonstrukce byl na mostní konstrukci umožněn pohyb dopravních prostředků i osob a nebylo nutné budovat provizorní most. Navržený postup provádění rekonstrukce při plném zachování historické betonové klenbové mostní konstrukce předpokládá realizaci rekonstrukce (sanace stávajících betonových konstrukcí, montáž vestavěné mostní ocelové příhradové konstrukce a provedení nové mostovky) ve dvou etapách, z nichž každá obsahuje odstranění mostovky, odstranění násypu, provedení sanace betonových mostních obloukových pásů (zejména na rubové straně) a provedení montáže ocelové příhradové konstrukce z jednotlivých částí v jedné polovině mostu při dodržení přísných technologických podmínek (včetně dočasné stabilizace ponechané části násypu) a po jejím dokončení shodný postup ve druhé polovině (2. etapa rekonstrukce) mostu.

Poznámka: Hmotnost vestavěné ocelové příhradové mostní konstrukce pro případ středního pole je přibližně 200 tun, tj. při ceně takto zpracované oceli 100 až 120 Kč/kg bude cena vestavěné ocelové příhradové mostní konstrukce pro případ středního pole činit cca 20 až 24 mil. korun. 

JIŘÍ WITZANY, RADEK ZIGLER, ANETA MAROUŠKOVÁ
foto archiv autorů

Autoři děkují za spolupráci doc. Ing. Petru Kotlíkovi, CSc., doc. Dr. Ing. Jakubu Dolejšovi, doc. Ing. Tomáši Čejkovi, Ph.D., Ing. Aleši Polákovi a doc. Ing. Michalu Janderovi, Ph.D.

Literatura: 
1) Expertní zpráva Stanovení zatížitelnosti Libeňského mostu V009 a zhodnocení jednotlivých prvků konstrukce ve smyslu proveditelnosti, použitelnosti, životnosti nebo případného zásahu – Souhrnná zpráva. Společnost Libeňský most, 2018.
2) Expertní zpráva Libeňský most, Praha 7 a 8, Č. A. 999 984 – Analýza a posouzení současného technického stavu soumostí a možností oprav či výstavby nového mostu na základě předložených diagnostických prohlídek a projektové dokumentace. ČVUT v Praze, 2015.
3) ČSN EN 1991-2 Zatížení konstrukcí. Část 2: Zatížení mostů dopravou, Praha: ÚNMZ, 2005.
4) ŠIMLEROVÁ, D. Technické řešení mostů a komunikací v ulici Libeňský most v Praze 7 a 8. Časopis Stavebnictví. 2017, č. 3, s. 60–63.
5) ČSN ISO 2394 Obecné zásady spolehlivosti konstrukcí. Praha: ÚNMZ, 2016.
6) ČSN 73 6222 Zatížitelnost mostů pozemních komunikací. Praha: ÚNMZ, 2013.
7) ČSN EN 1993-2 Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí – Část 2: Ocelové mosty. Praha:  ÚNMZ, 2008.
8) ČSN EN 1994-2 Eurokód 4: Navrhování spřažených ocelobetonových konstrukcí – Část 2: Obecná pravidla a pravidla pro mosty. Praha: ÚNMZ, 2007.
9) ČSN 73 6242 Navrhování a provádění vozovek na mostech pozemních komunikací. Praha: ÚNMZ, 2010.
10) ČSN 736110 Projektování místních komunikací. Praha: ÚNMZ, 2006–2010.

Prof. Ing. Jiří Witzany, Dr.Sc., dr. h. c., (*1941)
absolvoval Fakultu stavební ČVUT (1963). Pracuje jako řádný profesor na Fakultě stavební ČVUT, po roce 1990 zastával
funkci děkana Fakulty stavební a následně rektora ČVUT. Zabývá se konstrukčně-statickou problematikou navrhování stavebních konstrukcí a problematikou rekonstrukcí historických staveb. V roce 2015 byly výsledky jeho vědecko-výzkumné činnosti oceněny nejvyšším vyznamenáním Senátu PČR. Je členem Rady vlády pro vědu, výzkum a inovace. Je čestným členem ČKAIT.

Ing. Radek Zigler, Ph.D., (*1974)
absolvoval Fakultu stavební ČVUT (1999). Pracuje jako odborný asistent na Fakultě stavební ČVUT. Zabývá se konstrukčně-statickou problematikou navrhování stavebních konstrukcí a problematikou rekonstrukcí historických staveb.

Ing. Aneta Maroušková (*1988)
absolvovala Fakultu stavební ČVUT (2013). Pracuje jako vědecko-výzkumný pracovník na Fakultě stavební ČVUT. Zabývá se problematikou numerického modelování stavebních konstrukcí.