Uložení ocelových mostních konstrukcí na ocelová ložiska

Situace samozřejmě souvisí mimo jiné také s nedostatkem finančních prostředků na údržbu mostních konstrukcí. Udělejme si ale malou analýzu předepsané minimální životnosti mostní konstrukce a mostního ložiska:

• předepsaná životnost ocelové mostní konstrukce – minimálně 100 let,
• předepsaná životnost ocelových mostních ložisek svařovaných, válcových, vysokopevnostních, tangenciálních – minimálně 100 let,
• předepsaná životnost v současnosti dodávaných hrncových ložisek – minimálně 100 let (TP75 Technické podmínky ministerstva dopravy, Uložení nosných konstrukcí mostů pozemních komunikací, článek 4.1.3).

Z přehledu je zřejmé, že životnost současných hrncových ložisek, která plně nahradila původně vyráběná ocelolitinová, vysokopevnostní nebo svařovaná mostní ložiska, je 100 let. Dalším požadavkem je předepsaná životnost protikorozní ochrany minimálně 15 let, může však být požadováno až 30 let.
 

Obr. 1 – Zdeformovaná dolní pásnice s rozevřenou spárou spoje a zatékáním do spoje

1. stříškovitost dolní pásnice (převážně vzniká deformací od svařování),
2. spád dolní pásnice (souvisí se stříškovitostí, ale také s geometrií osazení položky před svařováním), stanovena maximální odchylka 0,3 %,
3. rovinatost dolní pásnice (souvisí s odchylkami rovinatosti plechu), měří se mezerovníkem v kontaktu spoje kov – kov.

Zkušení výrobci ocelových mostních konstrukcí odchylky znají a umí je měřit a předcházet jim. Někteří v současné době „nově příchozí“ však odchylkám předcházet neumí, neumí je měřit a dokonce ani opravit. V jednom případě jsem se dokonce setkala s tím, že měřené odchylky od jednoho významného výrobce ocelové mostní konstrukce délky 800 m byly předloženy jako měření zjištěné nivelací (chyba měření 1–2 mm).
 

Obr. 2 – Koroze dolní pásnice hlavního
nosníku a příčníku v místě uložení na
ložisko

V případě, že objednatel (investor) nevyžaduje měření odchylek při dílenské přejímce, dostává se do nepříjemné situace – mohou se zjistit až na montáži, když se odchylky měří při montážní prohlídce, kdy jsou všechna mostní ložiska podlita a aktivována. Tato situace je obtížně řešitelná hlavně v případech drážních mostů, kdy objednatele „tlačí“ ukončení výluky. Situace se potom řeší různě – od postupu „nic jsem neviděl“ po „nějak to vyřešte“.
 

Obr. 3 – Profesionální provedení uložení
na hrncová mostní ložiska (realizace
Vítkovice Heavy Machinery, divize
Mostárna, montáž Hutní montáže)

Řešení pomocí tmelů, nebo jen násobení problému?
Montážní organizace zpravidla řeší zjištěné odchylky na montáži použitím vyrovnávacích tmelů. Zjistila jsem si na současném trhu, jaký materiál je používán a podrobila jsem ho zběžné kontrole splnění zákonných požadavků v ČR. Výsledky nejsou uspokojivé a montážní organizace tak nakonec problém vyřeší pouze pro danou chvíli.

Jedná se například o dvoukomponentní tmel (název tmelu a jeho dodavatele na tuzemský trh je k dispozici na vyžádání v redakci – pozn. red.) plněný podle vyjádření výrobce nerezovou ocelí, keramikou a přípravky ke zlepšení rovnoměrného rozložení složek. Dovozce zasílá zájemcům o tento výrobek tyto doklady:

1. obecný propagační materiál,
2. zkušební protokol DAFIT s výsledky pevnosti v tlaku podle DIN 53454 (bez data zkoušky – pozn. aut.),
3. ověření technických parametrů výrobku č. 100-011606, vypracováno TZÚS 22. 5. 2006.

K výrobku dovozce nedokládá Prohlášení o shodě podle § 22 zákona č. 22/1997 Sb., o technických požadavcích na výrobky a o změně a doplnění některých zákonů, ve znění zákona č. 71/2000 Sb. Podle NV 312/2005 Sb. je výrobce nebo dovozce povinen postupovat podle § 6 tohoto nařízení vlády. Při zkoumání předložených výsledků můžete dále zjistit:

• Zkušební ústav TZÚS v roce 2006 cituje provedené zkoušky v tlaku předložené výrobcem tmelu podle DIN 53454, zkoušky byly provedeny podle Protokolu zkoušky pevnosti v tlaku 12. 12. 1995 a 6. 3. 1996 – tedy před více než deseti lety. Jiné zkoušky ani jako kontrolní výrobce neprováděl celých 10 let? Navíc tento standard není od roku 2004 platný, je nahrazen pro podmínky na trhu v České republice ČSN EN ISO 604, která předepisuje jiné rozměry zkušebních těles a jiný rozsah zkoušení než DIN. Současně předepisuje požadavky na zpracování protokolu o zkoušce, které nejsou splněny.
• Další zkoušky ústav provedl podle ČSN EN ISO 6270-1, ČSN EN ISO 2812-1. Tyto standardy se vztahují pro nátěrové hmoty, a nikoliv pro výplňový materiál nanášený na stavbách v tloušťkách 1–10 mm. Délka zkoušek je pouhých 48 hodin, byla stanovena bez souvislostí s požadavky na tmely a požadavky na jejich životnost. Zkoušky měly být provedeny alespoň podle ČSN EN ISO 11600, ČSN EN ISO 9046, ČSN EN ISO 9047, ČSN EN ISO 10563, ČSN EN ISO 10591. Tyto testy se zabývají stanovením přilnavosti a soudržnosti tmelů při proměnlivé
  teplotě, stanovením změn objemu a hmotnosti a stanovením přilnavosti a soudržnosti po ponoření ve vodě. Zkoušky trvají minimálně šest týdnů včetně vytvrzování vzorku (28 dnů).

Obr. 4 – Detail profesionálního provedení uložení na pevné hrncové ložisko (realizace DT výhybkárna a mostárna, montáž Hutní montáže)
 

Tmely nejsou technickým řešením
Lze řešit odchylky na dolní pásnici před uložením na ložiska tak, aby nebylo třeba u nově vyráběných konstrukcí používat vyrovnávací tmely? Samozřejmě, že existuje technické řešení. Profesionální výrobce ocelové mostní konstrukce tento problém umí zvládnout. Tmel je vhodné aplikovat pouze v případech oprav dolních pásnic, a to zejména při zjištěném výrazném úbytku základního materiálu galvanickou nebo lamelární korozí, kdy má ocelová mostní konstrukce významnou část předepsané životnosti za sebou a mostní ložisko není v kontaktním styku s dolní pásnicí. Ale to je jiný technický problém. Deformacím dolních pásnic od výroby je nutné umět předcházet, a to těmito postupy:

• Tloušťka dolní pásnice v místě uložení na ložiska musí vyhovovat nejen statickým, ale i konstrukčním požadavkům na provedený detail; měla by být minimálně stejné tloušťky jako horní deska ložiska a nikoliv výrazně nižší.
• Klínové desky je třeba opracovat tak, aby při osazení na dolní pásnici splňovaly předepsaná kritéria odchylek, která musí být technologicky
  předem stanovena a průběžně měřena.
• Návrh svaru na připojení dolní pásnice a stěny hlavního nosníku nebo příčníku musí odpovídat reálným technologickým požadavkům na spoj a nikoliv obsahovat až dvojnásobně předimenzované spoje, které způsobují stříškovitost a rovinatost pásnice jako deformace od svařování.
• Pro vlastní svařování spojů v těchto místech je nutné volit odpovídající metody a postupy svařování.
• Deformace od výroby a svařování je třeba kontrolovat již při výrobě a měřit a dokladovat již při dílenské přejímce.
• Je nevhodné požívat další vkládané desky do spoje pro vyrovnání deformací, stačí jedna klínová deska, která je odpovídajícím způsobem opracována a osazena na dolní pásnici mostní konstrukce.

Na obr. 3 a 4 můžete vidět technicky zvládnutý detail uložení ocelové mostní konstrukce na mostní ložiska, detail byl zdokumentován dva roky po provedení.

The author deals with issues pertaining to mounting of steel bridge structures on steel pot bearings. She lists a few examples from inspections of older bridges where the conditions of steel bridge structures in the contact point with the bearings can be seen; she lists practical experience and gives suggestions. She also points out the issues of levelling the revealed deviation with fillers and disadvantages of this solution.

Autor

• Ing. Pošvářová Miloslava Ph.D.