Oprava mostu D5-008 – problémy s předpínací výztuží

• Foto

PROJEKT OPRAVY MOSTU
Projektová dokumentace vychází ze schváleného stupně ZDS z roku 2012. Navržena byla oprava mostu na dvě etapy se zachováním provozu v režimu 2+2 po jedné polovině dálnice.

V rámci ZDS byly vypracovány 3 varianty opravy mostu včetně úplné náhrady nosné konstrukce. Při posuzování variant jsme brali v potaz celý životní cyklus mostů včetně nákladů na údržbu. Vybrána byla varianta, která předpokládala zachování stávajících nosníků. Krajní opěry, jejichž stav byl velmi špatný, byly odbourány. Ve velmi špatném stavu byla prakticky všechna stativa. Bylo proto rozhodnuto nadzvednout nosnou konstrukci mostu, nahradit stávající stativa a nosnou konstrukci po rektifikaci a opravě ložisek zase spustit. Pilíře i základy zůstaly zachovány.

Součástí opravy byla i kompletní výměna mostního svršku a příslušenství. Na stávající nosníky se vybetonovala spřažená deska tl. 200 mm, vybourány a nahrazeny byly bezdilatační spoje, koncové příčníky a nekvalitní beton spár i nosníků.

DIAGNOSTICKÝ PRŮZKUM MOSTU
Jako podklad pro rozhodnutí o způsobu rekonstrukce sloužily 2 diagnostické průzkumy, první z roku 2001 a další z roku 2012, který byl proveden jako součást ZDS. Součástí obou průzkumů bylo zejména:

• mimořádná prohlídka mostu,
• stanovení kvality betonu spodní stavby i nosné konstrukce (pevnosti, obsah chloridů, objemová hmotnost, nasákavost, mrazuvzdornost,
• ověření krytí výztuže a korozní průzkum,
• kontrola ložisek a mostních závěrů,
• ověření stavu přepínací výztuže,
• kontrola dutin mezi nosníky (vizuálně endoskopem).

Jednalo se tedy o běžný diagnostický průzkum. Výsledky stavu spodní stavby nebudou dále komentovány. U nosné konstrukce byla pozornost věnována zejména stavu krajních nosníků, neboť zkušenost s podobnými mosty ukazuje, že jejich stav bývá nejhorší. Všechny zkoušky byly prováděny z přístupných míst tj. z boku a ze spodní plochy nosníků a pozornost se soustředila na stav přepínací výztuže.

Přes určitou kontaminaci betonu chloridy bylo rozhodnuto, že nosníky budou zachovány, neboť jejich životnost není ohrožena a zhoršování stavu bude eliminováno způsobem opravy (celoplošná spřažená deska s izolací, náhrada nevyhovujícího betonu spár). Pro toto rozhodnutí byl rozhodující dobrý stav přepínací výztuže a tedy i dostatečná únosnost nosníků.

Výsledky průzkumů – sond k předpínací výztuži a ověření jejího stavu:

REALIZACE OPRAVY MOST A SKUTEČNÝ STAV NOSNÍKŮ
Oprava mostu byla zahájena až na začátku letošního roku. Po odstranění mostního svršku a odbourání koncových příčníků levého mostu, byla provedena kontrola dutin mezi nosníky. Při kontrole bylo zjištěno, že v dutině mezi krajními nosníky je horní povrch betonu spár a spodní pásnice nosníků silně degradován. Po odstranění nekvalitního betonu nosníků byla obnažena zcela zkorodovaná a přerušená přepínací výztuž. Jednalo se zejména o místa, kde jsou příčné spáry mezi jednotlivými nosníky. Zcela nefunkční a přerezlé byly 4 kabely, což negativně ovlivnilo únosnost nosníků. Následně byla provedena podrobná kontrola ve všech dutinách a to i pravého mostu (za provozu byl vybourán otvor do spodní spáry nosníku, který umožnil přístup do dutiny). Zde přepínací výztuž poškozena nebyla.

Příčinou špatného stavu bylo masivní zatékání do prostoru mezi nosníky především v místech odvodnění povrchu izolace. Kontaminovaná voda se držela v prostoru dutiny, neboť při výstavbě mostu se podélné spáry nadbetonovaly a při betonování se použily přepážky zabraňující odtoku vody z dutiny, a prakticky nepřetržitě působila na horní povrch pásnic nosníků. Slaná voda postupně narušovala povrch betonu jak podélných spár, tak i nosníků a dostávala se neošetřenými příčnými spárami k přepínací výztuži. 

Po řadě jednání, bylo rozhodnuto, že všechny krajní nosníky se odstraní a nahradí novými (nosníky PETRA), což se i stalo. Toto rozhodnutí se týkalo pouze levého mostu, na pravém mostě podobné závady shledány nebyly.

ZÁVĚR
V posledních 2 letech je to již třetí případ, kdy při podrobném diagnostickém průzkumu nebo při vlastní realizaci opravy mostů, bylo zjištěno výrazné oslabení přepínací výztuže, které má zásadní dopad do únosnosti mostu. Jednalo se vždy o mosty prefabrikované (nosníky, segmenty) s příčně dělenou nosnou konstrukcí. Při prohlídkách mostů nebylo možno skutečný stav zjistit, neboť se jednalo o nepřístupný prostor, který není možno zkontrolovat. Totéž se týká i diagnostických průzkumů, kdy se obvykle zjišťuje stav konstrukcí přístupných přímo nebo z žebříku či plošin.

Je nutné na tuto skutečnost upozornit všechny správce mostů, neboť je zřejmé, že skutečný stav mostů z prefabrikátů je pravděpodobně podstatně horší než se předpokládá. Proto je při prohlídkách i průzkumech nutno věnovat větší pozornost těmto mostům a zvážit i použití náročnějších a možná i sofistikovanějších (a tedy i dražších) metod pro zjištění skutečného stavu konstrukce. Zarážející je také rychlost s jakou k poškození došlo, neboť most byl postaven před cca 30 lety a po této době je již část předpětí zcela nefunkční. Pokud vezmeme v úvahu, že zjištěný stav již pravděpodobně přetrvává několik let, může dojít k silnému poškození přepínací výztuže, které má vliv na snížení únosnosti mostu v době cca 15 až 20 let, pokud je vystavena účinkům agresivního prostředí. Dalším problémem je to, že pokud horní povrch spár neumožňuje volný odtok vody do nejnižšího místa (přepážky, nerovnosti), které má být odvodněno, pak se voda v dutině drží a postupně se dostává do příčných spár, kde přepínací výztuž není chráněna. Stejný důsledek má nadbetonování spár, kdy odvodňovací otvory mají vtok nad úrovní vody, která je nad pásnicí nosníků.

V uvedeném případě se projekt v průběhu stavby upravil, krajní nosníky se vyměnily a výsledkem bylo vypracování změny během výstavby a navýšení ceny opravy mostu, což je v současnosti problém. Pokud by však parametr výměny nosníků s cenovými dopady a délkou výstavby vstoupil do hodnocení jednotlivých variant při zpracování ZDS, potom by byl výsledek hodnocení pravděpodobně odlišný a původní nosná konstrukce by se odstranila

Repairs to Bridge D5-008 – Problems with Pre-stressing Reinforcer
In 2013, repairs to Bridge D5-008 in km 5.418 were initiated – optimization of adjacent crossings of SDP (central dividing lanes) on D5 Motorway. The bridge is under the property management of Ředitelství silnic a dálnic ČR, and ”Sdružení D5–HTVSL” was the Contractor, managed by the company HOCHTIEF CZ a.s. The designer was the company PONTEX s. r. o. It concerns a motorway bridge consisting of three simple spans (the lengths of 17.0 + 29.0 + 17.0 m) with spring base plates, pre-stressed pre-cast beams I-73 with the obliquity of 80 g. End abutments are made of massive reinforced concrete with fixed wings found on driven reinforced concrete piles. Central abutments are precast, and the base block is shallow-founded with circular columns and support. The width of the bridge is constant for the width arrangement D26.5 with turning lines. It is a typical pre-cast bridge from the first half of the 1980s with recorded typical faults after 30 years of operation. They particularly included massive leaks at the places of all abutments and related significant concrete deterioration.

Autor

• Ing. Hvízdal Václav