Opravy dřevěných krytých mostů a lávek

V zalesněných horských oblastech má stavění mostů ze dřeva jistě své nesporné výhody. Dřevo je ekologicky přijatelným materiálem a ani technologické postupy používané při výrobě trámových konstrukcí životní prostředí nijak nezatěžují. Částečně poškozené konstrukce jsou většinou bez problémů opravitelné. Výhodou je jistě i možnost relativně rychlého obnovení definitivního spojení mezi oběma břehy například po stržení mostu divokou vodou. Mezi hlavní nedostatky dřevěných konstrukcí patří nízká odolnost vůči biologické degradaci a zranitelnost při poškození
ohněm.

Charakteristické poruchy

Příčinou poškození dřevěných mostů mohou být konstrukční chyby či nedostatky způsobené už při stavbě mostu, ale mnohem více škod mají na svědomí rozmanité pozdější úpravy a hlavně nedůsledná nebo žádná péče během užívání. Z hlediska dlouhodobé trvanlivosti jsou u dřevěných mostů stejně jako u každé dřevěné stavby nejvíce ohrožena místa kontaktu nosných prvků se zemí nebo základovou konstrukcí. Zde dochází k výraznějšímu zvlhčení materiálu, což zvyšuje především riziko poškození dřevokaznými houbami. Vhodnými konstrukčními opatřeními, především promyšleným tvarováním základu a úpravami terénu v bezprostředním okolí stavby, je možné toto riziko výrazně omezit, a tak životnost mostu prodloužit; přesto tato místa zůstávají nejvíce zranitelná a obvykle právě na jejich stavu bude záviset celková trvanlivost konstrukce.

Pokud jde o odvádění srážkové vlhkosti (vody a sněhu), je potřeba mostovku odvodnit. Tento závažný technický problém lze nejúčinněji řešit právě zastřešením mostu po celé jeho délce. Ochranu a náležitou údržbu ovšem zase vyžaduje i samotné zastřešení. Odměnou za vyšší stavební náklady je pak to, že významnou část projevů materiálové degradace způsobované vlivy vnějšího prostředí přebírá u krytých mostů střešní plášť – u historických staveb zhotovený většinou z dřevěného šindele. A ten při správné údržbě a včasné periodické obnově dokáže vlastní konstrukci mostu uchránit v dobré kondici po celá dlouhá desetiletí a někdy i staletí.

U mostních staveb, které v naprosté většině případů překonávají vodní toky, je důležité zmínit ještě další významnou skupinu rizikových vlivů, a to záplavy a povodně. S tím souvisejí například konstrukce ledolamů, jež mají za úkol chránit mostní bárky založené přímo v řečišti před nárazy ledových ker, které někdy přinášejí pravidelná jarní vzdutí vody nebo i rychlé zimní oblevy. Při extrémních povodních patří právě kryté mosty k nejvíce ohroženým objektům, zejména mají-li po stranách prkenné opláštění.

Diagnostika poškození

Stav krovu a střešního pláště je u krytých mostů možné obvykle bez problémů kon­trolovat, pouze v některých případech tomu brání podhled – podbití na úrovni vazných trámů. Takovouto úpravu však mají většinou jen velmi malé konstrukce, nejčastěji bývá střecha mostu odspodu otevřená až do hřebene.

U mostů opatřených prkenným pláštěm je však často obtížné kontrolovat hlavní nosníky, jejichž stav je pro spolehlivou funkci stavby rozhodující. Nejnebezpečnější může být skryté poškození trámových zhlaví. Pro zjištění jejich stavu je dobré použít některou z metod nedestruktivního přístrojového testování. (Tento článek se zabývá pouze měřením pomocí ultrazvuku.)

Tab. 1: Nejčastější závady dřevěných mostních konstrukcí

Měření s využitím ultrazvuku

Výhodou této metody je, že do sondovaného prvku nijak nezasahuje, je ale třeba zajistit přímý přístup k diagnostikovanému prvku z obou stran v délce alespoň 1 m od uložení. Princip ultrasonické defektoskopie je založený na tom, že u dřeva poškozeného hnilobou nebo dřevokazným hmyzem a u dřeva s vyšším obsahem přirozených defektů je doba průchodu ultrazvukové vlny delší než u dřeva zdravého. Rychlost šíření ultrazvukových vln ve dřevě je přímo úměrná druhé odmocnině z podílu dynamického modulu pružnosti a hustoty materiálu. Závisí dále na celé řadě vnitřních i vnějších parametrů, jako jsou druh dřeviny, tuhost nebo orientace vysílaných vln k letokruhům. Poměr rychlosti šíření vln v podélném, příčném radiálním a příčném tangenciálním směru je zhruba 15 : 5 : 3.

Významnou roli hraje také podíl trhlin, suků a biologického poškození, ale i vlhkost materiálu a kvalita kontaktu snímačů s povrchem dřeva. Za předpokladu, že vlna prochází nejkvalitnější částí měřeného profilu dřevěného prvku a obchází případné defekty a biologicky poškozené oblasti, lze na základě doby jejího průchodu a vzdálenosti sond spočítat rychlost šíření vln a stanovit míru poškození prvku. U historických konstrukcí velkého stáří lze téměř vždy předpokládat větší či menší narušení materiálu jeho pomalou postupnou degradací. Toto poškození může být často skryté pod zdánlivě neporušenou vrchní vrstvou a právě měření ultrazvukovými přístroji může odhalit skutečný stav zkoumaného prvku.

Pokud jsme schopni zjistit hustotu dřeva, můžeme z provedených měření stanovit i další mechanické vlastnosti. Pro komplexnější pohled na rozměry a rozložení jednotlivých defektů v profilu prvku je nutné vykonat více měření v různých směrech nebo metodu měření průchodu ultrazvukových vln kombinovat s dalšími přístrojovými metodami, jako je třeba měření odporovou mikrovrtačkou Resistograph nebo odporovým indentorem Pilodyn. Na základě měření prováděných ultrazvukem byla pro nejvíce používané smrkové a jedlové dřevo podle doby průchodu ultrazvukových vln napříč profilem sestavena tabulka hodnocení do čtyř jakostních stupňů (tab. 2).

Tab. 2: Klasifikace poškození měkkého dřeva podle rychlosti šíření ultrazvuku ve směru napříč vláken při vlhkosti dřeva 12 až 16 %

Sanační opatření

Při sanaci historických dřevěných mostů se setkáváme s celou řadou specifických problémů.
U rozsáhlejších rekonstrukcí spojených s výměnou hlavních nosných trámů bývá obtížné opatřit nové masivní dřevo potřebných rozměrů. Téměř všechny staré tesařské práce se vyznačují značnými dimenzemi použitých prvků. Hlavní nosníky a podélníky mívají při délkách okolo 20 m průřez až 40 × 45 cm. Aby mohl být vyroben takovýto hranol v celé své délce, potřebujeme strom s průměrem kolem 80 až 90 cm ve výšce 1,3 m nad zemí. Takové stromy se u nás už dnes vyskytují velmi zřídka, nemluvě o tom, že dříve byla často na mostní stavby používána jedle, která z našich lesů vymizela téměř úplně.

Samozřejmostí je pak ruční opracování na potřebné dimenze, což není dáno jen požadavkem památkářů na použití tradičních metod při rekonstrukcích, ale také omezenými možnostmi současných pilařských závodů.

U extrémně velkých nosníků může dojít i k problémům s dopravou. Povolená transportní délka v naší republice je 22 m. Je-li třeba přepravit trámy delší, než tomu bylo například při opravě lávky ve Švařci, jedná se již o nadměrný náklad. Kromě administrativních potíží je ale v takovém případě nutné řešit i samotnou fyzickou proveditelnost takové přepravy.

Tyto obtíže je třeba řešit v případě, že vzhledem k destrukci je nutná výměna celých nosných prvků. Nejčastěji jsou ale vážně poškozena pouze zhlaví trámů, což je možné řešit částečnou výměnou s použitím nastavovacích spojů, tedy tzv. protézováním. Kromě problémů s opatřením materiálu – je jasné, že připojovaný kus trámu musí být samozřejmě stejných dimenzí jako zbývající část toho původního – se zde v poslední době připojuje i nedostatek tesařů schopných tuto práci vůbec provést.

K tomu, aby bylo možné opravit nosníky, je třeba rozmontovat nebo alespoň nadzvednout ostatní konstrukci. Snazší se jeví její nadzvednutí. Obvykle se realizuje he­very nebo jeřáby. Obtíže se mohou objevit při odlehčení nebo vyjmutí některých prvků, jež mají značný statický význam, který nemusí být na první pohled patrný. Mohou to být například prodloužené mostiny, které současně plní funkci příčného ztužení a ještě přenášejí zatížení svislé konstrukce na podélníky. Soustava takových prvků může i po mnoho let ulehčovat poškozeným hlavním nosníkům a v okamžiku jejich odstranění hrozí nebezpečné přetížení a následná destrukce. Konstrukci je proto třeba řádně podepřít ještě před realizací těchto operací.

Při rozebírání bývají největším oříškem spoje provedené kovovými prvky. Díky korozi samozřejmě není možné třeba i 200 let staré svorníky povolit a ani moderní přípravky na takový úkol již nestačí. Ve většině případů je třeba se smířit s jejich nutnou destrukcí (například odřezáním matky). Proces oxidace ale způsobuje také efekt, který by se dal popsat jako zarůstání do dřeva. Kovový prvek nelze jednoduše vytáhnout, jelikož se dřevem tvoří nedílný celek. Nebo je již tak zkorodován, že při pokusu o vyražení dojde k jeho rozevření, rozpadu apod. Výsledkem je pak poničení nejen odstraňovaného svorníku, ale i dřevěných prvků, které jím byly spojeny.

Při rekonstrukci mostů je také často třeba postavit do řeky lešení. Zatímco při stavbě lešení na souši je třeba počítat hlavně s větrem, zde je nutné jej stabilizovat s přihlédnutím k tekoucí vodě. Zničení podpůrného lešení při zvýšeném průtoku by mohlo mít za následek zřícení konstrukce do řeky. Je-li lešení nutné, je třeba žádat o povolení příslušnou správu povodí.

Této instituci je také nutné předložit ke schválení přehled chemických prostředků, které hodláme použít k ochraně dřevěných prvků, a způsob jejich aplikace. Použití těchto prostředků je ve většině případů nezbytné. Cílem je snaha vyhubit škůdce v původních prvcích a současně preventivně ošetřit prvky nové.

Podepření konstrukce mostu v Černvíru	Detail prvků konstrukční ochrany spoje příčníku s opěrou: krycí námětkové prkno a otvor pro odvod vody	Detailní snímek poškození hlavních nosníků lávky ve Švařci

Kontrola stavu a údržba

Jestliže je většina závad způsobena zanedbanou údržbou, je evidentní, že by bylo dobré kontrolovat stav dřevěných mostů a lá­vek v určitých pravidelných intervalech. Ty by rozhodně neměly být delší než pětileté.
Se zvláštní pečlivostí je třeba se zaměřit především na kritická místa.

Postup kontroly:

• První pohled kontrolora musí vždy zamířit do míst uložení nosných trámů.
• Následná kontrola celé konstrukce. I slabé změny v barvě dřeva mohou signalizovat zatékání vody. Tak mohou být odhaleny i skryté poruchy ve střešní krytině nebo v bednění.
• Nelze opomenout ani tesařské spoje a různé trhliny, které svojí povahou představují místo pro hromadění prachu a zdržování vlhkosti.
• Je-li konstrukce opatřena ochrannými prostředky proti povětrnosti (nátěry), je třeba zkontrolovat jejich neporušenost. To platí i pro antikorozní nátěry kovových součástí.

Při prohlídce je také důležité sledovat podmínky v okolí mostu, které mohou mít vliv zejména na vlhkost konstrukce. Mezi ně mohou patřit například:

• přerostlá vegetace může bránit přístupu slunečního záření, a snižovat tak rychlost vysychání,
• stromy v těsné blízkosti mostu jsou zdrojem listí, které může pokrýt některé části mostu, zejména střechu, a způsobit tak jejich rychlejší destrukci,
• v horším případě mohou staré nebo jiným způsobem oslabené stromy na objekt spadnout a vážně jej poškodit,
• voda ze svahu může zatékat do uložení zhlaví atd.

Jakékoliv zjištěné nedostatky musejí být neprodleně odstraněny. Zvláště pak nečistoty nahromaděné v místech uložení nosníků a v trhlinách. Při úpravách okolní vegetace je třeba hledat kompromis mezi požadavky životního prostředí a potřebami ochrany technické památky. Doba účinnosti preventivních ochranných prostředků proti napadení dřeva hmyzem a houbami by měla být určující pro interval opakování jejich aplikace. Důležité je, aby kontrolu prováděl specialista a aby nebyla z kontroly vynechávána kritická místa jen proto, že je k nim horší přístup. To platí zejména pro uložení trámů na pilířích a opěrách. Nehledě na to, že ve většině případů je možné mostovku demontovat, aniž bychom ji výrazněji poškodili. Můžeme ji tedy potom vrátit na její původní místo.

Odbornost pracovníka je samozřejmě nutnou podmínkou i pro případný návrh sanačních opatření a jejich provádění. Odstrašujících příkladů s fatálními následky je známo dost, většina je datována do 60. a 70. let minulého století, kdy byly některé opravy prováděny dobrovolníky v tzv. Akci Z.

Ing. Jiří Bláha, Ph.D., Ing. Veronika Hunková, Ing. Michal Kloiber
Foto: autoři

Příspěvek vznikl za podpory výzkumného záměru MSM 6215648902 a AV0Z20710524 a nadačního příspěvku č. 05/2007 poskytnutého nadací Dřevo pro život.

Jiří Bláha je pracovník ÚTAM AV ČR, v. v. i., Centrum ARCHISS v Telči.
Veronika Hunková je doktorandka v Ústavu základního zpracování dřeva MZLU v Brně.
Michal Kloiber je pracovník ÚTAM AV ČR, v. v. i., Centrum ARCHISS v Telči a působí v Ústavu nauky o dřevě MZLU v Brně.