Praktické zkušenosti

V prvních měsících loňského roku 2004 byl v rámci kontrolní činnosti místních správců zjištěn nečekaně vysoký výskyt ostnic napadených dřevokaznými houbami (dále jen DH). Vesměs se jednalo o mosty s bukovými mostnicemi vloženými v polovině devadesátých let minulého století.

Na možný výskyt DH jsme sice byli upozorněni zástupci SDC Zlín, kteří své zkušenosti popsali v příspěvku uveřejněném ve Zpravodaji oddělení mostů a tunelů č. 2/2004, přesto jsme byli nemile překvapeni mírou rozšíření a především rychlostí degradace mostnic (Obr. 1). Na všech zasažených mostech byla v předchozím roce provedena běžná prohlídka a na základě dosavadních zkušeností při posuzování životnosti mostnic se jejich stav nejevil zdaleka tak vážný.

Poněvadž situace ukazovala na podobný vývoj jako u SDC Zlín, bylo urychleně učiněno několik kroků. Z evidenčního mostního systému byla vytvořena sestava pro ocelové mosty s bukovými mostnicemi vloženými v letech 1992 až 1998. Na všech vybraných mostech byla následně provedena kontrolní prohlídka a pořízena fotodokumentace. Napadení DH bylo zjištěno na 19 mostech. Na třinácti z nich však byl stav natolik vážný, že bylo rozhodnuto o jejich dodatečném zařazení do plánu oprav
ještě pro rok 2004. Plán hlavní činnosti správy mostů a tunelů byl přepracován, některé akce byly odsunuty na rok 2005 a bylo projednáno mimořádné navýšení finačního plánu. Ihned byly zahájeny projektové práce a zajišťování akcí jak po materiální, tak po organizační a výlukové stránce. Všechny plánované akce se, byť se značným vypětím, podařilo realizovat. Celkem jsme na 13 mostech vyměnili 700 mostnic a pozednic.

Při přípravě akcí jsme si uvědomovali, že jsme v situaci, kdy musíme měnit naprosto degradované mostnice, které by však měly být teprve asi v polovině své životnosti. Znamenalo to, že se v minulosti stala nějaká chyba. My jsme se však při výměně
mostnic nechtěli žádné chyby dopustit. Kladli jsme si proto řadu otázek, ale ne na všechny jsme si dokázali uspokojivě odpovědět. Ani běžně dostupná literatura pojednávající o DH nám nedala uspokojivé odpovědi, a proto jsme požádali
o spolupráci Mendelovu lesnickou a dřevařskou universitu v Brně (MZLU). Zástupcům fakulty lesnické a dřevařské, ústavu nauky o dřevě jsme popsali situaci, předložili fotodokumentaci a uskutečnili několik společných prohlídek na místě. Prvním
a důležitým výstupem naší spolupráce bylo rozhodnutí o provádění souvislých výměn mostnic proti ojedinělým. Přestože napadení mostnic DH mělo hnízdovitý charakter, tj. vždy se střídalo několik mostnic silně napadených s několika mostnicemi relativně dobrými, jednalo se, vzhledem ke způsobu šíření DH a na základě zjištěného stadia jejich růstu, o jednoznačné rozhodnutí. Hlavní otázkou však bylo, proč došlo k tak rozsáhlému napadení mostnic DH a proč je postup jejich degradace tak rychlý. Jak bude podrobněji popsáno v druhé části příspěvku, DH se nejlépe daří v teplém a vlhkém prostředí. Růst DH byl tedy jistě urychlen teplým a hodně vlhkým rokem 2002 a především extrémně teplým rokem 2003. Proč ale došlo k takovému rozsahu napadení? Prověřením archivních materiálů jsme zjistili, že bukové mostnice byly v té době dodávány převážně výrobcem Bučina Zvolen. Konzultací se zástupci TÚDC Praha, kteří jsou dnes pověřeni přejímkou mostnic pro ČD, jsme zjistili, že v letech po rozdělení ČSFR se dodávky ze Slovenské republiky zřejmě na ČD už nepřejímaly a spoléhalo se na kvalitu slovenských přejímačů, kteří pracovali podle stejné metodiky, jaká byla platná v České republice. A zde, s největší pravděpodobností, došlo k nějaké chybě. Zda to bylo při dodávce dřeva jako výchozí suroviny nebo dodržením echnologických postupů při impregnaci se dnes již asi nedovíme. Výsledkem však je, že tyto mostnice je nutno měnit již v polovině jejich předpokládané životnosti. Je také třeba podotknout, že v té době bylo zajišťování dubových mostnic dosti obtížné a používání mostnic bukových nebylo metodicky omezováno.

Jak tedy postupovat, aby se tato situace již neopakovala? Především je třeba používat dubové mostnice. Novelizovaný předpis ČD S3 Železniční svršek (účinnost od 1.1.2003) ve své páté části, článku 29 stanovuje používání mostnic dubových, bukových pouze po předchozím odsouhlasení odborem 13 GŘ.

Další, zcela samozřejmou podmínkou je používání mostnic, které jsou řádně převzaty v souladu s obecnými technickými podmínkami pro dřevěné podpory kolejí ČD (OTP). Při kontrolních prohlídkách se vzhledem k již popsanému charakteru napadení DH vždy zvažuje, zda je nutno provést souvislou výměnu mostnic, či zda by postačila jen výměna mostnic viditelně napadených. Jestliže na několika místech na mostě se DH rozvinula natolik, že z mostnic již vyrůstají plodnice, potom ty mostnice, které se vizuálně jeví bez závad, jsou s velkou pravděpodobností také napadeny a je pouze otázkou poměrně krátké doby, kdy se neblahé působení DH také na nich plně projeví. Mostnice, ze které DH vyrůstá nad její povrch, je třeba považovat již za nefunkční.

Museli jsme však také řešit i speciální případy. Na mostech v oblouku se z důvodů převýšení vnějšího kolejnicového pasu mostnice ukládají na horní pásnice podélníků prostřednictvím dřevěných, poměrně subtilních klínů. Na jednom takovém mostě byly sice použity dubové mostnice, které nejevily žádné známky poškození DH, ale klíny byly bukové. A ty byly napadeny tak, že v důsledku jejich degradace již docházelo k deformaci geometrické polohy koleje, což potvrdily i výstupy z měřícího vozu pro železniční svršek. Zde jsme provedli souvislou výměnu včetně klínů. Dubové mostnice jsou v současné době předmětem diagnostiky prováděné MZLU. Teprve po jejím ukončení bude rozhodnuto o dalším použití dubových mostnic.

V současné době se veškerá výroba mostnic počínaje dodávkou dřevní suroviny přes impregnaci až po expedici odběratelům řídí OTP. Ty jsou rozhodujícím dokumentem pro zajištění kvality mostnic, a proto bude velmi vhodné se s některými jejími pasážemi seznámit podrobněji.

a) dodávka dřeva
OTP přesně stanovují, kdy ve středoevropském regionu musí být stromy káceny, aby je bylo možno použít na výrobu mostnic. Dále jsou pro jednotlivé dřeviny stanoveny nejdelší doby mezi kácením a pořezem a termíny uložení do hrání na sušení. Dodržení uvedených termínů je základní podmínkou pro kvalitní proimpregnovatelnost mostnic. Dle OTP je třeba druh a kvalitu dřevní hmoty ze strany ČD kontrolovat a o kontrole sepsat protokol. Vlastní ověřování jakosti dřeva se děje dle ustanovení v jednotlivých technických podmínkách dodacích (TPD). Ve schválených TPD č.2/SB/98 je stanoveno, že o ověření jakosti rozhoduje zástupce ČD, zřejmě namátkově. Bylo by určitě vhodné, kdyby počet kontrol jakosti byl stanoven asi nejlépe ve vazbě na množství přejímané dřevní suroviny.

b) impregnace
Jako dostatečné proimpregnování u bukových mostnic se dle OTP považuje proimpregnování nejméně 65% plochy příčného řezu mostnice. U dubových mostnic se vyjma proimpregnování celé bělové vrstvy žádné další podmínky nestanovují. Jak bude popsáno v druhé části příspěvku, dubové dřevo je velmi kvalitní a jeho proimpregnovatelnost je tedy velmi obtížná. Dubové mostnice dodávané v roce 2004 byly proimpegnovány povrchově, tj. do hloubky 2-3 mm. Vzhledem k těmto výsledkům impregnace je však třeba si objektivně odpovědět na otázku, proč požadujeme, aby dubové mostnice byly impregnovány. Obecným důvodem pro impregnaci je prodloužení její životnosti jednak z důvodu odolnosti proti povětrnostním vlivům a jednak jako opatření proti napadení DH. Odborná literatura uvádí, že přirozená životnost dubového dřeva bez ošetření je až 14 let, některé zdroje uvádí i lhůty delší. Výměny mostnic se v závislostí na zatížení trati provádí v cyklech po 20-25 letech.Děje se tak především proto, že v místech pod uložením koleje, tj. mezi podkladnicí
a horní pásnicí podélníku je mostnice při jízdách vlaků opakovaně stlačována, podkladnice je postupně zatlačována do mostnice, která je těmito cyklickými rázy postupně deformována. Mostnice jsou tedy vyměňovány ne z důvodu celkové
degradace vlivem povětrnosti nebo napadení DH, ale z důvodů jejich deformace vlivem železničního provozu a nutnosti zajištění odpovídající GPK. Poněvadž finanční náklady na impregnaci tvoří značnou částku z ceny mostnice, bylo by vhodné provést ekonomický rozbor nákladů při používání impregnovaných mostnic v delších cyklech výměn a porovnat je s náklady při použití neimpregnovaných mostnic v kratších cyklech výměn. Použitelnost neimpregnovaných mostnic by bylo vhodné
posoudit i v rámci provozního ověřování. Vzhledem ke kvalitě dubového dřeva to však asi bude obtížné. Podotýkám, že výskyt DH na dubových mostnicích nemáme v našem obvodu zaznamenán.

c) opracování a vrtání mostnic
Nedořešeným problémem zatím zůstává ošetřování mostnic po jejich opracování. Předpis ČD S3 v části páté, článku 37 uvádí, že místo po opracování a vrtání je nutno opatřit impregnačním olejem schválených odborem 13. Takovýto impregnační olej však dosud schválen nebyl. Při opracování a vrtání dubových mostnic se, vzhledem k uváděné hloubce impregnace , vždy zasahuje do neproimpregnované části mostnice. Obnažené plochy se ručně ošetřují vhodnými, ale neschválenými impregnačními přípravky. Dle informací zástupců TÚDC v současné době probíhá novelizace OTP, ve kterých budou stanoveny požadavky na impregnační oleje, pro ruční ošetřování mostnic.

d) trhliny
V OTP jsou stanovena poměrně přísná kritéria na velikost výsušných trhlin surových mostnic a mostnic před impregnací. Žádná kritéria však již nejsou stanovena pro expedici odběrateli. Skutečností je, že velikosti trhlin v mostnicích dodávaných
na stavbu jsou často mnohonásobně vyšší než ty, které jsou požadovány před impregnací. Je sice pravdou, že dřevo mostnice vlivem povětrnostních vlivů “pracuje“ téměř po celou dobu své životnosti, ale kritéria pro přejímku odběratelem by stanovena být měla, poněvadž nadměrné velikosti trhlin mají přímý vliv na životnost mostnic.

e) reklamační lhůty
Skutečnosti uvedené v předchozím bodě mají také přímou vazbu na možnost reklamace v záruční době. Ta byla pro mostnice stanovena na 5 let jako pro většinu ostatních výrobků vkládaných do žel. dopravní cesty. V žel. mostním stavitelství jsou
však, v souladu S TKP, uplatňovány i delší doby záruk, např. u hydroizolací. Vzhledem k přirozené životnosti mostnic je velmi žádoucí stanovenou lhůtu prodloužit.

f) doklady
Další potíží pro konečného odběratele mostnic je nejasnost, nepřehlednost, případně nedostatečná informovanost o existenci dokladů ke kupovanému výrobku, kterým je „impregnovaná mostnice“. Konečný odběratel u ČD, tj. příslušná správa mostů a tunelů obdrží prohlášení o shodě a protokol o ověření jakosti, který je snad vyplňován v dobré víře, ale metodicky je naprosto nelogický. Jaké další doklady vznikají při kontrolách jakosti a kde jsou uloženy odběratel neví. Bylo by proto velmi vhodné, kdyby s dodacím listem obdržel i kopie těchto dokladů anebo získal přehlednou informaci o provedených kontrolách, místě jejich uložení a kontaktní adresu.

Závěry a doporučení
Naše poznatky získané v obvodu SDC Brno si tedy na závěr dovoluji shrnout do několika doporučení.

1. Při souvislých výměnách mostnic používat výhradně nové dubové mostnice.
2. Novelizovat OTP tak, aby odpovídaly současným požadavkům na kvalitní výrobek „impregnovaná mostnice“.
3. Prodloužit dosavadní záruční lhůtu pro impregnované mostnice, a to především pro mostnice dubové.
4. Neimpregnované dubové mostnice podrobit provoznímu ověřování v podmínkách

ČD a provést ekonomické posouzení jejich použitelnosti v běžné praxi.

Vlastnosti dřeva, dřevokazné houby, diagnostika

Tab. 2: Nalezené druhy dřevokazných hub na dřevěných mostnicích železničních mostů

Pro včasné odhalení degradace dřevěné mostnice dřevokaznými houbami je vhodné použití diagnostických přístrojů. Při používání diagnostických přístrojů má zásadní důležitost pochopení principů, na kterých konkrétní přístroje pracují. To umožňuje správně interpretovat výsledky a volit odpovídající typ přístroje pro zkoumání konkrétního defektu – degradace. Naopak neznalost principů hodnocení často vede k vynakládání značných finančních částek na hodnocení, které v zásadě nemůže přinést objektivní informaci; v horším případě, které nadměrně a zcela zbytečněpoškodí hodnocený prvek.

Konkrétní metody jsou blíže popsány v expertním materiálu Působení dřevokazných hub na mostnice železničních mostů (Holan, Horáček 2004). Jako nejpoužitelnější pro diagnostiku mostnic se v současné době jeví přístroje založené na principu měření rychlosti šíření zvuku ve dřevě (např. Arbosonic). Metoda má však i svá úskalí, kterými jsou různá vlhkost mostnic, hustota příp. kovové části v mostnicích, které mohou ovlivňovat prováděná měření. Zmiňované faktory mohou mít vliv i na umístění měřících sond.

Přes uváděná úskalí lze přístrojové měření nedestruktivní metodou doporučit, protože není založeno pouze na zkušenostech přejímačů a po správném zkalibrování přináší hodnověrné výsledky.

Článek byl prezentován v  rámci 10. ročníku konference Železniční mosty a tunely, jehož internetovým partnerem je server www.mosty.cz. Autoři článku jsou Ing. Jan Svoboda, ČD a.s., SDC Brno, Správa mostů a tunelů, www.cd.cz a Ing. Jiří Holan, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, www.mendelu.cz.