Výsledky prohlídek elastických mostních závěrů

1. ÚVOD

Vzhledem k velkému rozvoji automobilové dopravy u nás i ve světě, se setkáváme s čím dál tím vyššími nároky na materiály a konstrukce, použité při výstavbě silniční sítě a souvisejících objektů. Přesto, vzhledem k postupné transformaci norem  a synchronizaci s EU, může nastat situace, kdy požadavky na některé konstrukce neexistují nebo nejsou dostatečné. Taková situace je u konstrukcí elastických mostních závěrů (EMZ).
Problematika EMZ je řešena v rámci tříletého grantu GAČR a součástí jsou prohlídky a dlouhodobá sledování vybraných EMZ. Na prohlídkách a sledování EMZ se také podílela  brněnská společnost „Mostní vývoj, s.r.o.-DIAGNOSTIKA “ [1]. 
           

2. VÝSLEDKY PROHLÍDEK

Od „Mostního vývoje Brno“ [1] byly získány materiály a výsledky průzkumu EMZ provedených již v  r.1998 (prohlídka a diagnostika celkem na 29 mostech ), na které navázaly prohlídky z roku 2005 a 2006. V rámci projektu byly do tohoto průzkumu zahrnuty i EMZ provedené firmami OAT a Brex a i další vybrané mostní konstrukce s EMZ tak, aby  bylo možné provést vyhodnocení působení a stavu závěrů za různých provozních a dispozičních podmínek. Z výsledků všech těchto provedených prohlídek je možno konstatovat následující hlavní typy porušení EMZ:
  a) celková netěsnost nad dilatační spárou v místě EMZ
  b) netěsnost způsobená odtržením ve spoji EMZ/vozovka
  c) trhliny v samotných závěrech
  d) prosedlost hmoty EMZ a vyjeté koleje
  e) rozježděné okraje hmoty EMZ
  f) vytlačení  materiálu ve spoji EMZ/vozovka

Pokud se tyto závady vyskytují pouze lokálně, jednotlivě a v malém rozsahu, můžeme hovořit o drobných poruchách EMZ. Pokud však se u EMZ vyskytuje několik z těchto závad současně a ve větším rozsahu, musíme konstatovat poruchy závažné. V tomto duchu bylo zajímavé srovnání prohlídek z let 1998 a 2005 (provedených „Mostním vývojem Brno“), které uvádí následující tabulka:

Závady	v % z celkového počtu
	Rok 1998	Rok 2005
Bez závad	70 %	55 %
Drobné poruchy	30 %	39 %
Závažné poruchy	0 %	6 %

K jednotlivým závadám:
a) Celková netěsnost dilatační spáry v místě EMZ: - nemusí být způsobena závadou vlastní konstrukce EMZ a může mít více příčin jako : špatně navržený nebo provedený detail hydroizolace mostu v místě dilatace, celkově nevhodně provedené odvodnění povrchu hydroizolace na mostě atp.
b) Netěsnost způsobená odtržením ve spoji EMZ/vozovka: - jedna z nejtypičtějších a nejčastějších poruch EMZ. U jednotlivých zhotovitelů se, podle používané technologie, způsob provádění tohoto detailu liší. Používá se buď specielní spojovací nátěr styčné spáry, nebo při provádění  natavení styčné plochy vozovky, kde ve styku s horkou výplňovou hmotou vlastní hmoty EMZ dojde doslova ke „svaření tohoto spoje. Podle způsobu provedení spoje, při kterém hraje i značnou úlohu tzv. lidský faktor, může i příčin porušení být více, nehledě na vlastní návrh dimenzí a tvaru EMZ, na který stále ještě není zcela jednotný názor a který může i podstatně ovlivnit průběh napětí ve vlastní styčné spáře.
c) Trhliny v samotné hmotě EMZ: - jednoznačně záležitost použitých hmot pro EMZ, jejich vlastností a způsobu zpracování.
d) Prosedlost hmoty EMZ a vyježděné koleje: - opět záležitost složení použité hmoty pro EMZ s podstatným vlivem kvality přilehlé vozovky a provozního zatížení, neboť hmota EMZ má schopnost se přizpůsobit tvaru okolní vozovky. Tato závada má podstatný vliv na zhoršení poměru EMZ bez závad/EMZ poruchové ve sledování stavu EMZ z roku 1998 a 2005, což určitě ovlivnilo i podstatné zvýšení zatížení provozem na našich silnicích v poslední době.
e) Rozježděné okraje hmoty EMZ:  - závisí na použité hmotě EMZ a dopravním zatížení. Dtto ad d)
f) Vytlačení materiálu ve spoji EMZ/vozovka:- kvalita použitého spojovacího materiálu, způsob spojení a tvar a úklon (u šikmého spoje) styčné spáry, včetně vlivu velikosti dopravního zatížení.

Zajímavým poznatkem při prohlídkách bylo zjištění, že k poruchám na EMZ dochází nejen z výše uvedených příčin, ale někdy i neodbornou údržbou. Při opravách vozovky na mostech,  provedené opravy zasáhly v několika případech i do konstrukce EMZ, čímž byla částečně narušena
 i jejich funkčnost.

Významným faktorem, ovlivňujícím stav EMZ, je jejich použití:
- v extrémně namáhaných místech vozovky, např. v oblasti brždění automobilů před světelnou signalizací
- případné stání vozidel na EMZ
- na mostech o větším podélném sklonu vozovky
- na mostech, kde ložiska se plynule nepohybují a pohnou se až v okamžiku  překonání tření v ložisku.

3. DLOUHODOBÁ SLEDOVÁNÍ VYBRANÝCH EMZ IN SITU

Pro podrobnější sledování EMZ v provozních podmínkách byly vybrány dva mostní objekty realizované v roce 2004:
- Most v Lovosicích ev.č.I/15-039d. Při rekonstrukci mostu byly provedeny 2 EMZ v šířce 200mm, tloušťce 50mm a délce 2 x 8 m,
- Most v Chocni přes železniční trať.Byl proveden EMZ v šířce 400mm, tloušťce 80 mm a délce 16 m

a jeden z mostů z prohlídek z roku 1998:
- Most ve Starém Šachově přes řeku Ploučnici. EMZ v šířce 350mm, tloušťce 100mm a délce 7,3m.

Při pravidelném sledování těchto objektů bylo zjištěno, že v době mezi prohlídkami a měřením v roce 2005 a 2006, byly na mostě ve Starém Šachově provedeny opravy vozovky, které na několika místech zasáhly i do oblasti EMZ. Jedná se o neodborný zásah, který by mohl výrazně ovlivnit celkovou funkčnost a trvanlivost EMZ.

Měření na vybraných EMZ:

Pro náš vlastní projekt jsme provedli měření pohybů v místě EMZ na vybraných objektech. Kontrolní měřicí profily byly osazeny a měřeny na třech výše uvedených mostech:

Teoretický předpoklad na 1m dil.dl. a změnu o 1ºC ~ Δd=0,012mm
Naměřené hodnoty u mostů ve Starém Šachově a v Chocni odpovídají hodnotám teoretickým pouze u mostu v Lovosicích jsou zhruba dvojnásobné.

EMZ na mostě ve Starém Šachově (realizován v roce 1994):

4. ZÁVĚR

Dlouhodobým sledováním EMZ, zjišťováním typických poruch a jejich příčin je možno dospět k závěru, který přímo určuje nutnost zaměření dalšího výzkumu v problematice EMZ na následující témata:

• upřesnění způsobu návrhu na základě lepších znalostí použitých hmot pro EMZ, jejich fyzikálních vlastností, soudržnosti spoje ve spáře EMZ/vozovka a průběhu napětí v závislosti na dimenzích,  tvarovém uspořádání a deformacích vlastního EMZ.
• Věnovat se i řešení detailů odvodnění prostoru nad hydroizolační vrstvou před a za EMZ, které mohou mít podstatný vliv na životnost a funkčnost EMZ.
• Přísněji dbát na doporučení stávajících platných předpisů o vhodnosti použití tohoto typu dilatačních závěrů mostů a podmínky použití, na základě dosavadních zkušeností, ještě dále upřesňovat. (Při prováděných prohlídkách jsme se mnohokrát setkali s použitím EMZ v naprosto nevhodných podmínkách a naopak v místech, kde by EMZ plně vyhovoval byly neekonomicky použity dilatační závěry jiného typu).
• I nadále se věnovat upřesnění požadavků na hmotu EMZ, její složení a fyzikální vlastnosti jednotlivých materiálových složek . Zvyšující se nároky na současnou pružnost k přenesení daných deformací a pevnost k přenesení stále intenzivnější a vyšší dopravní zátěže budou jedním z rozhodujících faktorů pro další využití EMZ.
   

Po uvedení všech těchto poznatků z dlouhodobého pozorování EMZ je možno konstatovat, že konstrukce EMZ nemůžeme zatracovat jako takové, ale jen dobře nebo špatně navrhovat a dobře nebo špatně provádět. Naším úkolem je tedy pouze najít a stanovit jasná kriteria pro jejich správný návrh a jasné kontrolní postupy pro jejich správné provádění.

Řešení projektu je podporováno grantovou agenturou ČR, projekt č. 103/04/0581.

Literatura

[1] Diagnostický průzkum stávajících EMZ PK Mostní vývoj s.r.o. Brno
[2] Problematika poruch EMZ a jejich zkoušení, Ing.Jan Hradil, ČVUT FS-Praha

Ing. Zdeněk Koch
Stavební společnost BREX s r.o., Hodkovická 135, Liberec 23
Telefon: 485104657
E-mail: z.koch@brex.cz

Doc.Ing. Vladislav Hrdoušek, CSc.
ČVUT v Praze, Stavební fakulta, Thákurova 7, Praha 6
Telefon: 2 24364623
E-mail: vladislav.hrdousek@fsv.cvut.cz