Roman Fojtík: Pojďme stavět mosty z kůrovcového dřeva
Partneři sekce:
13. prosince 2019 byl v jihočeských Bohunicích uveden do předběžného provozu první dřevobetonový silniční most v České republice.
Jeho projektant Roman Fojtík věří, že se mu podaří prolomit neoprávněnou nedůvěru předchozích generací v tento obnovitelný materiál a že se podaří využít nadbytku kůrovcového dřeva k rychlé a efektivní opravě silničních mostů po celé republice.
Podle dat ŘSD a dalších správců komunikací z března 2019 je v České republice 84 mostů v havarijním stavu a dalších bezmála tisíc ve stavu, který bude v nejbližší době vyžadovat jejich kompletní rekonstrukci. Levné smrkové dřevo spojené s technologií umožňující rychlou výstavbu tak může být optimálním receptem na obnovu infrastrukturních sítí v Česku.
V rámci České republiky jste poměrně velkým propagátorem dřevěných mostních konstrukcí. Jak jste se dostal k tématu dřevěných mostů?
Působím 12 let na univerzitě, kde se zabývám životností dřevěných mostů a lávek. Bohužel to, jak se u nás tyto konstrukce staví, je velmi neprofesionální a jejich životnost je velmi nízká. Proto jsem dlouhou dobu přednášel pro projektanty po celé republice a v roce 2017 vydal knihu Dřevěné mosty a lávky pro autorizované osoby, kde je popsáno, jak mají konstrukce navrhnout, jak se o stavbu mají starat a jak ji mají udržovat, aby bezproblémově fungovala.
Moje cesta tedy byla taková, že posledních 12 let dělám v této oblasti výzkum. Přestože máme jako stavitelé samozřejmě mnoho zajímavých materiálů, dřevo je oproti jiným materiálům, které se ve stavebnictví používají, klíčové z důvodu jeho obnovitelnosti a nízké uhlíkové stopy. Všichni kolem sebe vidíme, že prostředí se mění a dřevěné stavby mohou výrazně pomoci, protože stavebnictví je největším znečišťovatelem na světě. To byla tedy moje cesta, která vedla k tomu, že jsem se snažil dřevěné mosty prosazovat už před čtyřmi roky.
Většinou mě ale vyhodili a vysmáli se mi, že dřevěný most nic nevydrží. Byl jsem ale vytrvalý, a nakonec se to podařilo. Je ale potřeba říct, že ta konstrukce není nic extra nového. V zahraničí tyto mosty mají již třicet let, a jsou to mosty o rozpětí až 200 m. Takže to není nějaký světový unikát, ale pouze dohánění vyspělé Evropy se třicetiletým zpožděním.
Vy jste zmínil určitou neprofesionalitu českých projektantů v práci se dřevem, to, že s tímto materiálem neumějí pracovat. V čem se to nejvíce projevuje? V konstrukční ochraně dřevěných prvků?
Z mého pohledu je to spíš o tom, že se dřevo bere jako béčkový materiál, který je běžný a neočekávají se od něj žádné větší výkony. Proto jak projekty, tak následné realizace mají výrazné nedostatky. Ty nemají vliv na statiku, že by snad stavba spadla – to ti projektanti umí navrhnout výborně. Problém je ale s vyřešením detailů a s použitým materiálem, který rozhoduje o životnosti konstrukce.
Vy jste zmiňoval, že dřevo se v poměrně velké míře používá na silniční mosty například v severských zemích, ve Skandinávii. Myslíte, že je zde potenciál pro využití dřeva při opravách malých silničních mostků, kterých je v České republice mnoho v havarijním stavu?
Myslím, že tady dochází k souhře dvou věcí. Za prvé máme u nás obrovské množství těchto menších konstrukcí ve špatném stavu, nicméně samozřejmě ze dřeva jde dělat i dálniční mosty. Ale pokud se bavíme o těch menších stavbách, tak to je na projektování velice jednoduché a na výstavbu výrazně rychlejší než běžné betonové technologie.
S tím jde ruku v ruce to, že zde momentálně máme kůrovcovou kalamitu, která způsobuje, že máme obrovské množství dřeva, se kterým nevíme, co dělat. Prosazuji dřevěné mosty tak horlivě právě proto, že místo toho, abychom národní zdroje nechali shnít v lese nebo je pod cenou prodali do zahraničí, můžeme z nich postavit tyto konstrukce. Ty stromy rostly 60, 80, 150 let a nechat to shnít nebo to odvézt do ciziny mi přijde jako obrovské mrhání. Přijde mi to, jako bychom v Ostravě vytěžili veškeré doly, pak vzali sirku, zapálili to a dívali se, jak to pěkně hoří.
Jak velká je zmíněná časová úspora? Je to opravdu tak, že si předem připravíme nosnou dřevěnou mostovku, kterou pouze přivezu na místo, usadím a po týdnu začišťovacích prací mám hotový most?
To záleží na původní konstrukci, která tam byla. Ta technologie výstavby je velice efektivní a rychlá. Při využití dřeva se snažíme minimalizovat mokré procesy. Co se samotné dřevěné konstrukce týče, smontování toho prvního mostu, který jsem stavěli, trvalo necelé dva dny. Tedy necelé dva dny byly třeba na tu dřevěnou část a pak záleží, jak dlouho trvá všechno ostatní – nutné betonové části, jako jsou opěry, vozovka a další.
Tím se dostáváme k mostu v Bohunicích. Tam byla výhoda v tom, že se zachovávaly opěrné části a vyměňovala se pouze samotná mostovka…
Taková byla prvotní představa, že to uděláme tímto způsobem. Samozřejmě u každé starší stavby se velmi těžko odhaduje, v jakém stavu bude, když se do toho tzv. kopne. Při demoličních pracích se ukázalo, že soudržnost některých prvků spodní stavby nebyla dobrá, takže bylo nutné část opravit. Byly to prahy, závěrné zídky a křídla. To se ale liší konstrukce od konstrukce. Chtěli jsme využít stávající spodní stavbu, protože ta přežila několik povodní a nevykazovala žádné větší vady. Samotná svrchní stavba už pak znamenalo jen vyskládat dřevěnou konstrukci jako skládačku a provést vozovku. Tím byl most hotov.
Můžete tu konstrukci ještě blíže popsat?
Spodní stavba je betonová, v tomto případě ještě částečně historická kamenná. Pro spodní stavbu nemá úplně smysl používat dřevo, a to z toho důvodu, že životnost dřeva na kontaktu se zeminou, stejně jako životnost oceli za stejných podmínek, je velmi nízká.
Samotná vodorovná nosná konstrukce je tvořená dřevěnými nosníky, které se vyskládají jeden vedle druhého, v tomto případě jich bylo 29 a vytvoří tak dřevěnou desku. Tyto nosníky jsou příčně předepnuty tak, aby byla zajištěna dostatečná příčná tuhost. Pojížděná část mostu nemůže být dřevěná, protože dřevo, ačkoli je to úžasný materiál, by z hlediska obrusnosti dlouho nevydrželo. Je tedy potřebné použít nějaký pro provoz vhodnější materiál, v tomto případě bylo využito betonu.
Jedná se tak o první dřevobetonový most v České republice s přímo pojížděnou železobetonovou vozovkou. Je to v České republice novinka, v Americe to používají už desítky let. Výhodou tohoto řešení je úspora na odvodnění asfaltové vrstvy.
Přímo pojížděná železobetonová vozovka je také plně využita do statického spolupůsobení se dřevěnou částí mostu, díky čemuž je dosaženo velké tuhosti.
Je tedy jednou z nevýhod dřevěné konstrukce její poměrně velká mocnost, která může způsobovat problémy s napojením na stávající vozovku?
Tohle je asi největší omezení dřevěných mostů. Oproti běžným ocelovým nebo železobetonovým konstrukcím je výška mostní konstrukce při stejné zatížitelnosti samozřejmě vyšší. Aby tedy most přenesl to, co všechny ostatní, musí mít trochu větší výšku. To jsme ale vypuštěním asfaltové živičné vozovky eliminovali a použitím pojížděného betonu jsme se dostali na tloušťku původního mostu, který tam byl.
Případně pokud by se budovala i spodní stavba, tak tam se lze přizpůsobit tloušťce vodorovné konstrukce…
Ano, to by šlo. Problémem by mohly být podjezdy, kde jsme samozřejmě vždy limitovaní podjezdnou výškou. To je asi klíčová nevýhoda dřevěných mostů, že pokud je pro konstrukci jen málo prostoru, nelze dřevo z důvodu tloušťky použít.
Spolu s dřevěnými mosty propagujete také systém nazvaný Smart Timber Bridge. Můžete popsat, o co se jedná?
V rámci dvanáctiletého výzkumu sleduji kolem čtyřiceti dřevěných mostů a lávek v České republice. Na základě toho jsem došel k tomu, jak lze dopředu odhalovat poruchy. Současný stav, ať jsou to betonové, ocelové nebo dřevěné mosty, je bohužel takový, že porucha, která v mostních konstrukcích vzniká, není vždy viditelná, a mosty se následně musí v podstatě zničehonic bourat, protože nebyly žádné indicie o jejich špatném stavu.
Systém Smart Timber Bridge je vyvinutý přímo pro dřevěné mosty, je to soubor různých čidel a měřicích systémů, který online svému správci předává informace o mostě. Jsme tedy dopředu schopni říct, v jakém je konstrukce stavu, a když je tam nějaká porucha, jsme schopni na ni velice rychle reagovat.
Poruchu tedy opravíme za pár desítek tisíc a předejdeme tomu, že by se most za několik milionů musel zbourat. Je to tedy taková prevence před poruchami na dřevěných konstrukcích, která by měla ušetřit prostředky. Další výhodou pro správce je i fakt, že se o most nemusí tak výrazně starat. Povinná prohlídka, kterou jednou ročně ukládají předpisy, se v uvozovkách dá dělat přímo v kanceláři z mobilního telefonu.
Kromě toho, že sledujeme stav dřeva – jestli někde nedochází k hnilobě nebo výrazným poruchám, sleduje systém také věci důležité pro řidiče, jako je námraza na vozovce, a informace důležité pro správce, zda jim přes most nejezdí přetížená vozidla. V podstatě to tedy funguje jako měřicí váha, když přes to přejede přetížené vozidlo, správce se to dozví. Díky tomu se dá předcházet nějaké větší poruše mostní stavby.
Jaké parametry jsou tedy sledovány?
Uvnitř dřeva se měří vlhkost, teplota. Sledujeme rosný bod a jsme tak schopni predikovat, zda může dojít k napadení biologickými škůdci. Měří se již zmiňované přetížení, takže při překročení zatížení jsme schopni to zaznamenat. Jsme schopni sledovat i intenzitu provozu. Z těch technologií, které nejsou součástí toho systému, tam nemáme ultrazvukové diagnostické přístroje, které se někdy používají při kontrole masivních dřevěných prvků.
U tohoto typu konstrukce je nicméně jejich použití velmi obtížné. Ultrazvuk používám při diagnostice dřevěných lávek, u menších masivnějších profilů je to metoda, která dokáže odhalit nějakou vnitřní poruchu, ale u tak velké stavby, jako je bohunický most, je to dost problematické. Dalo by se to použít v případě velmi silných budičů, ale jednalo by se pouze o lokální měření, stejně bychom tím tedy nepostihli celou stavbu.
Plánujete i zapojení naměřených dat třeba do meteorologických nebo dopravních hlášení, tedy že na námrazu na mostě by byli řidiči upozorněni předem?
Určitě. Systém Smart Timbre Bridge byl vyvinut právě pro tyto případy. Jeho nejvyšší verze by měla fungovat tak, že je-li na mostě námraza, tak kromě toho, že správce dostává informaci, že tam má poslat sypač, tak i řidič by tam měl mít informativní tabuli, na níž se dozví: pozor, most je namrzlý. Co se týče zatížení, opět je tam potenciál využití. V České republice máme limity pro zatížení nákladní dopravou, v případě překročení není problém náš systém spojit s kamerovým systémem a přeposílat rovnou SPZ na policii, že toto auto je přetíženo.
A obce tedy budou mít možnost ochránit svoje komunikace před nadměrným opotřebením přetíženými kamiony…
Přesně tak, když je nákladní automobil přetížený, nefungují mu správně tlumiče a může nejen vozovku, ale i most nějakým způsobem poškozovat.
13. prosince bude slavnostní otevření mostu (rozhovor vznikal ještě před slavnostním otevřením v prosinci 2019, pozn. redakce), máte již nějaké ohlasy? Jaká je důvěra obyvatel v Bohunicích v dřevěný most?
Přijde mi, že lidé to vnímají velmi pozitivně, i když bylo vidět, že měli kladný vztah k tomu původnímu mostu, který tam byl od války. Lidé chodí, zajímají se, ptají se a sledují, co je v televizi, v rádiu. V pátek 13. budeme most uvádět předběžně do provozu, smart systém ještě nebude úplně funkční – ta čidla tam jsou, jsem schopen ty informace odečítat, ale ještě to nechodí automaticky do mobilního telefonu.
A až to bude funkční, komu to do mobilu bude chodit?
Budou tam dva datové toky. Jeden datový tok o stavu mostu bude chodit přímo mně a já si na jejich základě budu vyhodnocovat, jestli dochází k nějaké poruše. Tady si myslím, že není třeba, aby se v tom nějak angažovali správci, těm stačí případně informace ode mě, že tam je porucha a co s ní mají dělat. Ta druhá linka jde právě správcům, kteří by se měli dozvídat základní věci, jako je námraza nebo přetížená vozidla.
Jaká je vlastně nosnost toho mostu?
Obec si vyhradila, že chce omezit průjezd na vozidla do 15 t, jeho nosnost je ale mnohem větší. Nosnost mostu je stejná jako nosnost kteréhokoli jiného dálničního nebo silničního mostu, nicméně z důvodu snížení nadměrné dopravy v obci je to omezeno. Snad jim ten jejich plán takto nezkazíme.
Na druhou stranu tam budou mít ta měření, takže snad těžší nákladní vozy pojedou jinudy…
Co s tím ale ta obec má dělat? To je zásadní problém, se kterým se u správců setkávám, že nevědí, co mají dělat, pokud jim po mostě projede přetížené vozidlo.
To je zajímavá otázka, do jaké míry může Smart Timbre Bridge systém používat třeba policie při dokazování, že vozidlo bylo skutečně přetíženo…
Od partnerů ASB
To měření může být velice přesné, ale pro použití pro policii by samozřejmě bylo nutné mít ho zkalibrováno tak, aby to policisté mohli používat jako certifikovanou technologii. Fungovat to tedy bude bez problémů, ale legislativa k tomu bude vyžadovat další kroky. Potenciálně do budoucna, pokud po tom bude poptávka, technicky není problém certifikaci získat.
Máte v plánu i další dřevěné mosty?
Ohlasy na most v Bohunicích jsou ze všech stran a zatím jsou ze všech stran pozitivní. Byl jsem už osloven mnoha správci a dodavateli, takže podle smluv, které už jsou podepsány, vím, že se budou stavět minimálně další dva mosty, a mnohem větší. Technologie je ale pořád stejná.
TEXT: ANNA VRABCOVÁ
FOTO: ROMAN FOJTÍK
