Oprava Karlova mostu – ukončení II. etapy opravy, tj. opravy mostovky a kamenného zábradlí

• Foto

ÚVOD
Chtěli bychom zdůraznit, že oprava Karlova mostu je týmovou prací zkušených odborníků ze stavební fakulty ČVUT Praha, přírodovědecké fakulty UK, odboru kultury a památkové péče MHMP, Národního památkového ústavu – ústřední pracoviště, Technické správy komunikací hl. m. Prahy, projektové společnosti PUDIS, a.s., zhotovitele opravy SMP CZ, a.s., odboru městského investora MHMP a jeho mandatáře konzultační a projektové společnosti Mott MacDonald Praha, spol. s r.o., která tento tým koordinuje a opravu řídí.

Rádi bychom znova připomněli, že Karlův most je historickým kamenným mostem v provozu nejen pro chodce, ale také pro mimořádná zatížení při povodních, kdy musí čelit zatížení těžkými stavebními stroji, které v případě zablokování některých polí plaveninami uvolňují průtočný profil mostu (obr. 2).

Proto byla po opravě mostovky podle ČSN 736220 odst. 4.1.8a stanovena zatížitelnost normální V_n = 50 t a výhradní V_r = 130 t, kdy most reaguje ještě pružně [1]. Vedle uvedeného namáhání pohyblivými břemeny musí most vyhovět dynamickým zatížením při povodni včetně možného nárazu uvolněného pontonu, namáhání cyklickými změnami teplot a vlhkostí a dalším vlivům. Proto jsou na kvádry lícního zdiva kladeny vyšší požadavky z hlediska fyzikálních a mechanických vlastností, které se odrazí v jejich vzhledu, jako tomu je v případě mostu přes Otavu v Písku (obr. 3), přes Dunaj v Regensburgu nebo Pont du Gard ve Francii (obr. 4) a středověkých mostů v Itálii a v dalších zemích. Vzhled mostu jako památky, ať již národní nebo světové, je jistě velmi důležitý, ale vzhledem k funkci, kterou most musí plnit, nemůže být jediným kritériem.

Druhá etapa opravy Karlova mostu skončila 31. října 2010 (kolaudační rozhodnutí nabylo právní moci 11. ledna 2011), po prodloužení původního smluvního termínu v červnu 2010 o 142 dní. Prodloužení bylo přímým důsledkem změny požadavků nového vedení NPÚ, ú.p. Praha, které byly předány mandatáři v lednu 2010 jako „Metodické pokyny k technologii ošetření historických kamenných bloků zábradlí v polích 0A, IA, IIA na protivodní straně mostu schválených OKP – MHMP“. Kromě uvedeného požadavku bylo stejným orgánem schváleno (červen 2010) restaurování několika historických kamenů zábradlí v poli XIA nad Kampou, přestože ve smlouvě se zhotovitelem SMP CZ, a. s. Praha, jsou uváděny pouze práce kamenické nikoli restaurátorské. Podle zákona č. 20/1987 Sb. o státní památkové péči, kde se o povinnosti restaurování říká v § 14 odst. 8 „…přičemž restaurováním se rozumí souhrn specifických výtvarných, uměleckořemeslných a technických prací…“. Pískovcové kvádry zábradlí nejsou dílem výtvarných umění nebo uměleckořemeslnými pracemi, aby se na ně tato povinnost vztahovala. Tento názor byl nyní potvrzen oddělením ochrany kulturních památek odboru památkové péče Ministerstva kultury ČR vyjádřením:

„Souhlasíme s Vaším názorem, že samotný kamenný kvádr není uměleckořemeslnou prací ani dílem výtvarného umění. Dodržování tradičních řemeslných postupů v tomto případě není restaurováním ve smyslu § 14 odst. 8 památkového zákona, ale kvalifikovanou řemeslnou opravou“, č.j. MK 28436/2011 OPP ze dne 24. května 2011.

Oba tyto dodatečné požadavky znamenaly uvedené prodloužení termínu a zvýšení ceny opravy poslední osminy kamenného zábradlí minimálně o 15,5 mil. Kč.
 
Oprava mostovky zahrnovala: výměnu betonového lože dlažby vozovky za vápenito písčitou stabilizaci, provedení 100 mm vyztužené betonové desky, ve které jsou vedeny rozvody plynu pro veřejné osvětlení mostu, elektrokabely osvětlení slavnostního a plavebních znaků, napájení bezpečnostního systému a optokabely (obr. 5), provedení nového hydroizolačního systému včetně odvodnění mostu a obou předmostí (nové kanalizační přípojky) a provedení nové betonové vrstvy pod hydroizolací mostovky až do úrovně takzvané „železobetonové desky“. Tato etapa zahrnuje také opravu a přezdění kamenného zábradlí, což činí 11 % z celkové ceny.

KAMENNÉ ZÁBRADLÍ
Kamenné zábradlí je jednou z velmi namáhaných částí mostu. Je namáháno cyklickými změnami teplot a vlhkostí a musí čelit vodorovné síle 1 KN/m působící ve výši madla, aby bylo bezpečnou ochrannou chodců (ČSN 736220), (obr. 6a, b).

Navíc část vnitřní plochy kvádrů zábradlí v úrovni vozovky musela být upravena tak, aby do nich mohla být zapuštěna hydroizolační membrána. Proto v této vrstvě mohly zůstat jen kvádry minimálně poškozené, jejichž životnost je alespoň stejná jako hydroizolační membrány, tj. 50 a více let. Totéž se týká řady kvádrů pod touto kotevní vrstvou, neboť v případě jejich výměny by byly ohroženy i kvádry kotevní, což je vzhledem k možnosti poškození hydroizolace a ztráty garance nepřípustné (obr. 6 c).

Deformace zdiva zábradlí jsou svázány s deformacemi mostu jako celku. Vzhledem ke svým akumulačním schopnostem, most reaguje na teplotní změny se zpožděním, zatímco zdivo zábradlí je vůči zdivu tělesa mostu tenké a reaguje rychleji. Pokud zábradlí není bráněno v jeho podélných deformacích, v ložné spáře mezi zábradlím a nosnou mostní konstrukcí dochází ke koncentraci smykových a svislých normálových napětí, doprovázených vývojem podélných normálových napětí (v zimě tahových). Ta vedou v okamžiku dosažení tahové pevnosti malty zdiva ke vzniku svislých trhlin. Problém je komplikován teplotními deformacemi mostu, zejména v povrchových vrstvách s výraznými teplotními gradienty [1]. Klenba v zimě klesá, v létě se zvedá. Oba tyto jevy vedou ke zvýšenému namáhání při spodním okraji zábradlí a vzniku dalších trhlin.

Abychom se vyhnuli svislým trhlinám, museli bychom zábradlí rozdělit pružnými spárami na úseky dlouhé 2 až 4 m podle druhů pískovců, jejichž teplotní součinitel se mění v rozmezí 4,5 až 13,0 · 10^–6/1°C. Navíc roztažnost pískovců teplem je rozdílná ve směru vrstev a kolmo k vrstvám a mění se s vlhkostí – jiná je při růstu teploty a jiná při ochlazování [2]. Znamenalo by to provést v každém poli minimálně šest pružných spár, což je z památkového hlediska nepřípustné. Byly proto vytvořeny poddajné pružné spáry u podstavců soch v každém poli, kde se trhliny vyskytovaly vždy a respektovalo se chování mostní konstrukce a zábradlí, které si podle tepelného namáhání a druhů pískovců samy vytvořily ve styčných spárách potřebný počet trhlin umožňující jejich dilataci.

Tyto trhliny se přespárují plastickým tmelem, neboť žádná spárovací malta nemá dostatečnou pružnost (tažnost min. 6,6 %), aby vzniku trhlinek zabránila. Bylo proto zaměřeno jejich rozmístění, jako základní podklad pro posuzování chování mostní konstrukce a ověřování technologie jejich ošetření.

NOSNÁ KONSTRUKCE
Karlův most je násobnou klenbovou konstrukcí, jejíž klenby se ze statického hlediska prakticky neovlivňují. Pilíře mostu jsou tak mohutné, že odolají jednostrannému tlaku vodorovné síly klenby v případě, že se sousední klenba zřítí. Prostor mezi klenbami a mostovkou je vyplněn lomovým opukovým zdivem na hydraulickou maltu. Výjimku tvoří tři mostní pole s odlehčovacími prostory nad klenbami, které byly nově vybudovány po povodni v září 1890 (klenby Velflíkovy – V, VI, VII, počítáno od staroměstské věže).

Most byl postaven jako konstrukce velmi tuhá. Tloušťka klenby 1 m je při světlosti klenby 16,7 – 23,38 m a poměru vzepětí ku rozpětí 1/3,2 mimořádná (pro polokruhové nebo téměř polokruhové klenby z tesaného kamene s výškou nadnásypu ve vrcholu klenby 2 m se podle Ebermayera uvádí tloušťka 0,55 až 0,60 m) [3].

K veliké ohybové tuhosti konstrukce přispívají poprsní zdi a výplňové zdivo. V takové konstrukci již při prvních objemových změnách zapříčiněných teplotním namáháním, musely vzniknout trhliny. Nejdříve ve spárovací maltě a později v důsledku po staletí periodicky se střídajících ročních obdobích vyvolávajících teplotní změny konstrukce také v kamenných kvádrech kleneb. To je přirozené chování konstrukce – vzhledem k její velké ohybové tuhosti tomu nemůže být jinak.

V současné době je stav mostu staticky stabilizovaný a není žádoucí měnit rozložení napětí v konstrukci a riskovat vznik dalších trhlin, neboť ty jsou vždy počátkem degradace mostní konstrukce. Trhliny zpětně zásadním způsobem ovlivňují teplotní dilatace kamenného zdiva a jeho napětí. Tuto skutečnost je třeba vzít v úvahu při výpočtech napětí a deformací. Není možné konstrukci posuzovat jako celistvou – homogenní; řešení je třeba založit na teorii nelineární mechaniky. První efekt vyplývající z této teorie spočívá ve výrazné redukci tuhosti zdiva
po vytvoření trhlin, druhý pak v redukci průměrného součinitele teplotní roztažnosti. Tím se také částečně vysvětluje, proč most po léta snáší opakované, i když ne v každém roce extrémní teplotní zatížení. Tuto teorii dovedli až k praktické aplikaci prof. Vladimír Křístek a prof. Jiří Šejnoha ze stavební fakulty ČVUT.

VÝPLŇOVÉ ZDIVO
Výplňové zdivo (obr. 7) je součástí spojité klenbové konstrukce a spolupůsobí s klenbami a poprsními zdmi, takže tvoří velmi tuhou nosnou konstrukci. Zdivo má podle analytických rozborů [4] charakter litého betonového zdiva, kdy do malty na bázi hydraulického vápna byly horizontálně kladeny různě veliké kusy lomové opuky, viz průzkumná sonda K7 (pole XIV nad Čertovkou) a sondy předchozí (Drozd a Přikryl 2003, Drozd et al. 2005) a nikoli charakter „rovnaniny, místy pojené vápennou maltou“ (Witzany et al. 2002).

Podle současného průzkumu provedeného týmem doc. R. Přikryla (PřF UK) lze výplňové zdivo Karlova mostu považovat za materiál svojí skladbou blízký až shodný s tzv. „římským betonem“, jehož používání se rozšířilo v říši římské po 1. století před Kristem pro stavbu středomořských přístavů, akvaduktů a mostů. Vzhledem k použití opuky (zdrojovou oblastí byly lomy mezi Petřínem a Bílou Horou), jejíž průměrná objemová hmotnost je 1 930 kg/m³ a hydraulické malty s průměrnou hmotností 1 635 kg/m³ vychází při vzájemném poměru malta/kamenivo 2 : 3 až 1 : 3 průměrná objemová hmotnost směsi 1 812 kg/m³ až 1 856 kg/m³, jde ze současného hlediska o materiál objemovou hmotností shodný s lehkým hutným betonem třídy 2,0 (ČSN P ENV 206, DIN4219-1) vhodně využitý pro takový druh konstrukce. Ze statického hlediska by konstrukci prospělo lepší provázání lícního a výplňového zdiva [5] (viz spor o „železobetonovou desku“).

Vlhkost zdiva u většiny z 21 vzorků sondy K7 se pohybovala mezi 10,04 až 15,16 hm % (nejnižší 4,60 hm %) a ukazuje přímou souvislost s porušením hydroizolace provedené při opravě mostu v letech 1965 – 74. Relativně vysoké hodnoty vlhkosti nedosahují hodnot úplného nasycení materiálu vodou a nemohou způsobit promrznutí konstrukce nebo případně zvětšení objemu ledu v pórovém systému. Po provedení nové hydroizolační membrány most vysychá a vlhkost zdiva se postupně snižuje. Konstrukci bude nutno sledovat ještě několik let. Měření obsahu vodorozpustných solí (chloridů, dusičnanů, síranů) metodou iontové výměnné chromatografie prokázala jejich obsah ve většině vzorků na hranici detekce (0,001 až 0,002 hm %) nebo pod ní. Pouze u čtyř vzorků chloridů a dusičnanů byl zaznamenán jejich zvýšený obsah (0,1 až 0,2 hm %). Odlišné závěry z dřívějších výzkumů (Witzany et al. 2002, 2003), které uváděly vysoké zasolení a prosycení vodou výplňového zdiva nebyly potvrzeny.

Z uvedených analýz provedených v laboratořích fy WATREX Praha, s. r. o. vyplývá, že žádné degradační procesy v původním výplňovém zdivu reprezentovaném sondou K7, nedosahují hodnot, které by znamenaly porušení tohoto materiálu nebo jeho skladby. Vyšší koncentrace vodorozpustných solí byla prokázána pouze u lícního zdiva v místech porušené hydroizolace, což jsme očekávali.

Bylo překvapivým zjištěním ze sondy K7 (mostní pole XIV), že na vnější klenbě tvořené karbonskými arkózami a svrchnokřídovými pískovci je provedena ještě vnitřní klenba ze štípaných opukových desek o výšce 450 – 500 mm spojených maltou z hydraulického vápna jako součást výplňového zdiva [6], (obr. 8).

Je s podivem, že nové vedení NPÚ a jeho odborníci projevili minimální zájem o tento původní historický stavební materiál, včetně technologie stavby.

HYDROIZOLAČNÍ SYSTÉM
Akademik St. Bechyně v průběhu velké opravy v roce 1969 konstatoval, že klíčovým problémem životnosti mostu je ochrana proti pronikání vody, kdy mimo jiné uvedl: „… Bylo přesvědčivě zjištěno, že hlavní příčinou poruch pískovcového zdiva mostu bylo a je pouze vnikání srážkové vody do mostu, do vrstev nad klenbami a do zdiva kleneb.“ Pronikání vody do nosné konstrukce mostu zjistil také soudní znalec doc. Z. Kutnar již v roce 1983 (devět let po velké opravě v letech 1966 – 75) na žádost správce mostu (TSK hl. m. Prahy). Podstatné zhoršení destrukčních účinků způsobovaly roztoky posypových solí, které byly používány pro rozpouštění sněhu a ledu na vozovce mostu v zimním období. V současné době je používání posypových solí na Karlově mostě zakázáno.

Nový hydroizolační systém byl navržen z materiálu s životností 50 let, vysokou průtažností při nízkých teplotách (–20 °C), s požadavky na detailní pečlivé napojení hydroizolace na vnitřní část plochy kamenného zábradlí (celková délka cca 2 × 500 m) a na konstrukční prvky odvodnění (obr. 9). Hydroizolace musí být pevně a trvale spojena s podkladní konstrukcí, aby se v budoucnu zabránilo nekontrolovatelnému pohybu vody pod izolací, pokud by z různých důvodů došlo k jejímu lokálnímu poškození. Vzhledem k požadavku provádění opravy mostovky za nepřerušeného provozu na mostě probíhaly stavební práce po polovinách v podélném směru ve stavebním proudu o délce čtyř polí (cca 120 m) pod dočasně zastřešeným prostorem. Tento postup vyžadoval velké množství dočasných pracovních spár, jejichž postupnou a dokonalou eliminaci umožnila pouze nástřiková izolace, pro kterou byly stanoveny následující technicko kvalitativní podmínky:

• Tloušťka 3 mm (2 vrstvy à 1,5 mm)
• Pevnost v tahu 11,5 MPa
• Pevnost při přetržení 70 N/mm
• Tažnost 130 %
• Statické přemostění trhlin 2 mm (při –20 °C)
• Nepropustnost pro vodu nepropouští (0,5 MPa 24 hod.)
• Přilnavost k betonu 1,6 MPa ^x)
• Přilnavost k oceli 1,6 MPa
• Záruka 30 let

^x) K porušování docházelo na rozhraní kámen – vyrovnávací stěrka, nikoli izolace – vyrovnávací stěrka (zkoušky provedeny v Kloknerově ústavu ČVUT, 2006), ale také při kontrolních zkouškách po nastříkání hydroizolace, kdy k odtržení docházelo ve spádovém betonu, nikoli na rozhraní izolace a povrchu betonu (obr. 10).

• počáteční tuhnutí (zrání) musí být pomalé, s podržením tekutosti během několika prvních minut, aby izolace vyplnila póry nebo malé otvory v povrchu betonu, a aby bylo možné kontrolovat její tloušťku;
• izolační nástřik nesmí být prováděn horký (možnost vzniku špendlíkových otvorů – pinholes v membráně způsobenýchzahřátím vzduchu nebo plynů v betonu);
• tuhnutí – zrání hydroizolace nesmí být ovlivněno vlhkostí vzduchu, která může dosáhnout až 90 % a musí být rychlé;
• mezivrstevná adheze izolační membrány musí zaručit nastříkání další vrstvy bez ohledu na dobu, kdy byla provedena předchozí vrstva (záruka jednoduchého provedení pracovních spár a oprav);
• možnost použití izolace na sedm dní starý beton (zaručená přilnavost a paropropustnost);
• při nástřiku izolace musí být jednoznačně dodržovány všechny technologické postupy předepsané a požadované výrobcem (obr. 11a).

Uvedeným podmínkám vyhověla pouze akrylátová dvouvrstvá hydroizolační membrána eliminátor (výrobek firmy Stirling Lloyd). Protože životnost hydroizolační membrány je závislá na fyzikálních a mechanických vlastnostech použitých materiálů a pečlivém odborném provedení, byla na subzhotoviteli tohoto hydroizolačního systému požadována 30letá záruka na jeho bezporuchovou funkci. Tomuto požadavku výrobce vyhověl s tím, že její spolehlivá funkce je přibližně dvojnásobná (obr. 11b).

POŠKOZENÍ ZDIVA ZÁBRADLÍ A PŘILEHLÝCH ČÁSTÍ POPRSNÍCH ZDÍ
Před zahájením opravy byl ve spolupráci s doc. R. Přikrylem (PřF UK – ústavem geochemie, mineralogie a nerostných zdrojů) proveden podrobný průzkum lícních ploch kamenného zábradlí a přilehlých kvádrů poprsních zdí (cca 6 000 kvádrů), podle „Metodiky diagnostického průzkumu kamenných prvků plášťového zdiva Karlova mostu v Praze“. Metodika byla vypracována doc. R. Přikrylem v Praze v roce 2005 a vychází z přístupů použitých na obdobné světové památky podléhající stejnému stupni ochrany [7].

Ve zdivu je nejvíce zastoupeným druhem kamene božanovský arkózový pískovec 38,5 %, dále hořický pískovec 19,3 %, karbonské arkózy 17,9 %, svrchnokřídové pískovce bez bližšího určení lokality 12,5 % a libnavský pískovec 11,7 %, nejméně je zastoupen petřínský pískovec a žula. Z výsledků dosud provedeného diagnostického průzkumu kamenného zábradlí a přilehlých částí poprsních zdí vyplývá, že hlavním druhem porušení je drolivý rozpad povrchu (obr. 12), který způsobuje kombinace zmrzání/rozmrzání vody v pórovém systému spolu s krystalizací solí a kvalita jednotlivých druhů hornin.

Nejméně jsou postiženy karbonské arkózy (obr. 13), nejvíce kvádry hořického pískovce, který má nízkou pevnost v tlaku a malou odolnost vůči zvětrávacím vlivům. U libnavského pískovce je drolivý rozpad provázen šupinatěním (obr. 14). Dalším druhem vedoucím k poškození kamenných kvádrů je tvorba trhlin (obr. 15), jejichž největší četnost byla zjištěna u božanovského arkózového pískovce.

Novým druhem poškození byla mikroskopickým průzkumem prokázána přítomnost organického materiálu (silikonu a polyamidu) v porézním povrchu kamene. Materiál pochází z druhé poloviny 20. století, neboť se nachází na povrchu kvádrů, zabudovaných při opravě v letech 1966 – 75 (božanovský arkózový pískovec, libnavský pískovec), ale osazených před nebo během 19. století. Proto tyto látky musely být použity až po výše uvedené opravě (obr. 16). Silikonové oleje měly povrch kamene ochránit před srážkovou vodou. Polyamidy byly pravděpodobně používány při zpevňování drolivého povrchu kamenných kvádrů během odsolování a staly se s prachem a dalšími nečistotami živnou půdou biologického napadení. Je vhodné připomenout, že aplikace obou organických látek unikla pozornosti tehdejších odborných a správních institucí a byla objevena a dokumentována až doc. Přikrylem, provádějícím uvedený průzkum v roce 2006.

Aby bylo posouzení podle uvedené metodiky a další údaje kdykoliv k dispozici, je vytvářena digitální databáze výše uvedených údajů pro každý lícní kámen mostu. Na tomto úkolu se úspěšně podílí tým fotogrammetrické laboratoře Fakulty stavební ČVUT v Praze pod vedením prof. Ing. K. Pavelky, s cílem vytvořit informační digitální databanku lícních kamenů Karlova mostu. Tento informační systém bude sloužit k periodickému posuzování stavu lícních kamenů, stupně jejich poškození, způsobu opravy nebo rozhodnutí o jejich výměně. V digitální podobě budou také výkresy skutečného provedení opravy mostu a další údaje.

SPÁROVACÍ MALTA
Základním materiálem původní spárovací malty bylo hydraulické vápno pálené z devonských vápenců z lomů v pražském Podolí a Bráníku a dalších. Její plnivo tvořil říční písek a ostrohranné úlomky z kamenicky využitelných kvádrů na Petříně a na Bílé Hoře. Přísadou byly drcené cihly, zvyšující hydraulicitu a zpomalující vysychání pojiva. Pro opravu spár základů a dříků pilířů č. 8 a 9 a při výměně lícních kvádrů těchto pilířů bylo použito porézní a prodyšné maltové směsi MAPE-ANTIQUE MC (italský výrobek úspěšně použitý při opravě historických staveb v Benátkách), (obr. 17). Směs je odolná vůči chemickým a fyzikálním vlivům životního prostředí, zejména vůči síranovým solím. Pevnost malty v tlaku po sedmi dnech je 2 až 4 MPa, po 28 dnech 4 až 6 MPa, což znamená větší pružnost, než měla malta původní 6,3 až 11,2 MPa [8].

Ze všech vzorků původních malt, které byly na mostě odebrány (vzorky z kopaných sond v roce 2004, z vrtů 2004, z výplňového zdiva základů a pilířů č. 8 a 9 a z kopané sondy K7 z mostního pole XIV) a proměřeny metodou infračervené spektrometrie a fourrierovou transformací, nebyly ani v jediném vzorku detekovány bílkoviny nebo jiné organické látky, které by prokázaly přidávání vajec do malty. To nebylo možné také z důvodů technologických [6].

Mimořádně nevhodným řešením, při poslední opravě mostu (1966 – 75), bylo použití vysokopevnostní cementové malty, která je tvrdší než historické kamenné kvádry, takže i při opatrném rozebírání ulamuje jejich hrany a rohy. Tomu jsme se, bohužel, často nevyhnuli ani při rozpojování zdiva diamantovou pilou. Kromě toho použití cementové směsi jako plomby nahrazující vnitřní části lícních kvádrů (obr. 18) nebo vyrovnání nerovností vnitřního povrchu kvádrů pod izolací omezilo odchod vlhkosti z tělesa mostu a urychlilo rozpad těchto kamenů postupně až na písek, takže z nich zbyly pouze vnější části o tloušťce 100 až 150 mm z původní šířky 400 mm (obr. 19). O vyřazení takových kamenů rozhodovala komise, tento postup byl zaznamenán do protokolu, kde bylo uvedeno i jejich místo v zastřešeném a hlídaném úložišti.

VÝBĚR KAMENE
Znovu se potvrzuje, že pro most je třeba vybrat kvalitní pískovec, který nebude třeba konzervovat umělými prostředky; musí mít vysokou pevnost v tlaku, nízkou pórovitost a vysokou odolnost proti zvětrávacím procesům. Těmto požadavkům nejlépe vyhovují původní, dnes již staletími prověřené permokarbonské arkózy. V současné době probíhají administrativní kroky nutné k zahájení těžby. Protože se do doby zahájení první části opravy Karlova mostu nepodařilo získat permokarbonské arkózy (obr. 13) a most bylo nutné vzhledem k vnikání vody a bezpečnosti provozu opravit, byl pro zábradlí mostu vybrán kámen náhradní – bílá odrůda kocbeřského křemenného pískovce. Tento pískovec se svými fyzikálními a mechanickými vlastnostmi nejvíce blíží karbonským arkózám nebo je převyšuje (pevnost v tlaku je vyšší než u karbonských arkóz) a do kamenného zábradlí byl vzhledem k jeho namáhání nutný.

Jeho odlišné zbarvení bylo kritizováno jak památkovou inspekcí MK ČR, tak novým vedením NPÚ, přestože byla provedena patinace lícních ploch nových kvádrů a všichni vědí, že během krátké doby pražská atmosféra dokončí jejich zabarvení k nerozeznání od kvádrů původních, jak tomu vždy bylo.

Nové lícní kvádry o rozměrech kvádrů vyřazených byly nařezány na pile z desek v tloušťce 400 mm (šířka zábradlí). Desky byly oddělovány z 6 až 12 tunových, nedestruktivně vylámaných bloků (obr. 20) protokolárně v lomu přebíraných a odvážených na pilu. Jak bloky v lomu, tak i desky z nich vyřezané (obr. 21) byly před jejich určením pro výrobu nových kvádrů kontrolovány vzhledem k možným trhlinám (obr. 22). Na deskách byly vymezeny bezporuchové části, ze kterých byly vyřezány nové kvádry. Povrch nových kvádrů byl kamenicky upraven (obr. 23) podle původních kamenů a kvádry pečlivě zazděny do konstrukce.

MĚŘENÍ TEPLOT A VLHKOSTI A MĚŘENÍ GEODETICKÁ
Vzhledem k tomu, že po výměně hydroizolace do nosné konstrukce mostu nevniká voda, most vysychá a mění se postupně fyzikální a mechanické vlastnosti stavebních materiálů v jeho konstrukci (pevnost v tlaku, tahu, smyku, příslušné moduly, objemová váha, nasákavost). Jelikož hlavním zatížením jsou po staletí opakující se cyklické teplotní změny, je dlouhodobé a spolehlivé sledování teplotních a vlhkostních polí základním požadavkem pro provádění statických analýz a postupnou úpravu materiálových parametrů hornin v tělese mostu. Proto bylo do nosné konstrukce vloženo 154 čidel pro měření teploty a 52 čidel pro měření vlhkosti. Čidla jsou propojena s centrální ústřednou měřicího systému, odkud jsou měřené údaje buď automaticky odesílány, nebo přebírány k dalšímu vyhodnocování. Jejich údaje budou použity jako vstupní data do materiálových a matematických modelů pro výpočet deformací mostní konstrukce, podle teorie vyvinuté na StF ČVUT [9]. Snahou je určit změněné materiálové parametry hornin po opravě, abychom je použili jako vstupní data do výpočtových modelů a mohli porovnat deformace vypočtené s deformacemi skutečnými, zjištěnými přesným geodetickým měřením. Dosažení 90 % shody by bylo úspěchem.

Cílem zůstává poznání působení vnitřních sil v konstrukci a reálných fyzikálních a mechanických parametrů hornin v tělese mostu, abychom mohli spolehlivě určit napětí a deformace mostní konstrukce a byli schopni zajistit její trvanlivost po dalších několik století.

LITERATURA:
[1] Šejnoha J., Bittnar Z., Šejnoha M., Zeman J., Novák J., Janda Z.: Výpočet stavu napětí a porušení Karlova mostu v Praze, říjen 2005
[2] Bechyně, St.: Technologie betonu, svazek 5, SNTL Praha, 1961
[3] Kolář, J., Klokner, F.: Kamenné a cihelné mosty, Technický průvodce 11, Praha 1951
[4] Přikryl, R., Novotná, M., Weishauptová, Z., Šťastná, A.: Materiály přírodního výplňového zdiva Karlova mostu a jejich skladba, Průzkumy památek XVI – 1/2009, Praha
[5] Šejnoha, J.: Posouzení funkce železobetonové desky, Praha, březen 2004, aktualizace studie pro OMI – MHMP, Praha, březen 2004
[6] Přikryl, R., Novotná, M., Weishauptová, Z., Šťastná, A.: Materiály přírodního výplňového zdiva Karlova mostu a jejich skladba, Průzkumy památek XVI – 1/2009, Praha
[7] Fitzner, B., Heinrichs, K.: Damage diagnosis on stone monuments – weathering forms damage categories and damage indices, The Carolinum Press, Prague 2002
[8] Zpráva o výsledcích kontrolního měření na Karlově mostu v Praze, Stavební geologie, Geotechnika, a.s., Praha 2005 – 2006
[9] Šejnoha, J. et al.: Pragmatic multi-scale and multi-physics analysis of Charles Bridge in Prague. Příspěvek na konferenci „Obnova památek v ČR v porovnání s Evropou“, květen 2010 Praha

Repair of Charles Bridge – Completion of Stage II of Repair, i.e. Repairs on Bridge Deck and Stone Railing
The repair of the Charles Bridge, a quite unique historic monument, which is the Czech national cultural monument, was, is and will be a subject to discussions, criticism as well as disputes, like a repair of any significant monument (e.g. decoration of Sistine Chapel, attempt for decreasing the inclination of the leaning tower of Pisa, but also former repairs of the Charles Bridge). It is necessary to emphasize that the repair of Charles Bridge is a team work of experienced professionals from the Faculty of Civil Engineering at the CTU Prague, Faculty of Natural Sciences of CU, Department of Culture and Monument Preservation of Capital City of Prague Magistrate, National Conservation Institute – central workplace, Technical Road Administration of the Capital City Prague, designing company PUDIS, a. s., repair contractor SMP CZ, a. s., Department of Municipal Investor of Capital City of Prague Magistrate and its mandatary of consulting and design company Mott MacDonald Praha, spol. s r. o., managing this team. This article provides details of the repair progress.

Autoři

• Ing. Petrák Jiří
• Ing. Tvrzník Vladimír CSc.