K příčinám havárie mostu ve Studénce

• Foto

POPIS KONSTRUKCE
Most se nachází na silnici II/464 v blízkosti železniční stanice Studénka a přechází přes trať Ostrava – Olomouc. Silniční trámový spřažený ocelobetonový most z roku 1961 měl tři pole rozpětí 20,5 + 41,0 + 20,5 m. V půdorysu byl most přímý a šikmý 58 °. V podélném směru byla niveleta mostu ve vrcholovém oblouku. V příčném řezu měl most pět hlavních nosníků, se kterými byla spřažena betonová deska mostovky. Součástí ocelové konstrukce byla nadpodporová a mezilehlá příčná ztužidla.

POPIS REKONSTRUKCE
Předmětem rekonstrukce byla výměna betonové desky mostovky a obnova protikorozní ochrany ocelové konstrukce. S ohledem na koridorovou železniční trať pod mostem byla rekonstrukce mostu navržena tak, aby bourání betonové desky neprobíhalo nad tratí. V projektu bylo použito podélné vysouvání mostu. Část desky, která byla mimo kolejiště, měla být vybourána před výsunem mostu. Poté mělo dojít k podélnému výsunu mostu o 32 m a v této poloze měla být vybourána zbývající část desky a následně vybetonována nová deska mostovky ve střední části mostu. Potom měl následovat zpětný zásun konstrukce a dobetonování desky ve zbývajících krajních částech mostu. Projekt uvažoval výsun a zásun ocelové konstrukce po válcích uložených pod dolními pásnicemi hlavních nosníků.

Jelikož dolní pásnice hlavních nosníků nebyly vodorovné, ale byly ve vrcholovém oblouku, a měnily tloušťku a byly na nich zdola navařené ložiskové desky, takže nebyly hladké, tudíž nebylo možno použít výsun konstrukce po válcích. Zhotovitel rekonstrukce přepracoval projekt výsunu a zásunu s pomocí vozíků pojíždějících po třech výsuvných drahách (obr. 1). Na vozících byly umístěny příčné příhradové roznášecí nosníky, které podpíraly jednotlivé hlavní nosníky mostu. Výsun i zásun se měl provádět v postupných taktech, mezi kterými vždy došlo k přestavbě vozíků s příčnými roznášecími nosníky (obr. 2).

PRŮBĚH REKONSTRUKCE
Rekonstrukce mostu byla zahájena na jaře roku 2008 a koncem července 2008 se most nacházel ve vysunuté poloze (obr. 3), celá deska mostovky byla vybourána (obr. 4) a ve střední části mostu byla vybetonována nová deska mostovky. Počátkem srpna byl proveden první krok zpětného zásunu. Dne 7. srpna 2008 před zahájením druhého kroku zásunu došlo k zablokování podélného pohybu mostní konstrukce po zavážecí dráze a k naklonění roznášecích nosníků a vozíků na příborské straně mostu (obr. 5 a 6). Přivolaný těžký kolový jeřáb přizvedl mostní konstrukci na příborské straně. Nakloněné roznášecí nosníky i vozíky se po této operaci narovnaly do svislé polohy. Skutečná příčina zablokování pohybu zřejmě nebyla odhalena a nebyla provedena geodetická kontrola stavu podpůrných konstrukcí. Dne 8. srpna 2008 ráno se prováděly přípravy na druhý krok zásunu a v této době došlo ke zřícení mostní konstrukce. Na počátku zřícení zřejmě došlo k samovolnému vodorovnému posunu konstrukce v důsledku nezajištěné konstrukce proti pohybu po zavážecí dráze.

VŠEOBECNÉ PŘÍČINY HAVÁRIE
Technická příprava rekonstrukce ze strany investora, projektanta a zhotovitele měla celou řadu nedostatků. Nebyly řádně uzavřeny smlouvy, projekt rekonstrukce byl změněn bez patřičného projednání, nebyly prováděny náležité dozory investora a projektanta a byla ještě další pochybení. Účelem tohoto článku není výčet všeobecných příčin, které nebyly bezprostředním impulzem k havárii mostu. Lze však tvrdit, že všichni zúčastnění podceňovali při technické přípravě možná rizika v průběhu rekonstrukce. Jistá nezodpovědnost je i na SŽDC, která si nedostatečně zajistila své ochranné pásmo.

TECHNICKÉ PŘÍČINY HAVÁRIE
K havárii mostu došlo souhrnem několika okolností:

• a) V projektu nebylo zohledněno přerozdělování svislých sil na provizorní podpory. K přerozdělování reakcí docházelo na staticky neurčitě podepřené nesymetrické a šikmé konstrukci v důsledku proměnného stálého zatížení a nesynchronního zvedání konstrukce při manipulaci s roznášecími nosníky. V důsledku přerozdělování reakcí na podpory docházelo k přetěžování podpor, které neměly téměř žádné rezervy v únosnosti.
• b) Projekt neuvažoval žádné vodorovné síly, které ve skutečnosti vznikaly od tažení konstrukce, od vychýlení podpůrných konstrukcí a od dalších excentricit. Vodorovné síly vznikaly také od mostní konstrukce, která byla ve výškovém oblouku. Ani v příčném směru nebyl most uložen vodorovně. Jelikož projekt neuvažoval s vodorovnými silami, tak ani nestanovoval kritéria pro geometrické odchylky, které vyvozovaly vodorovné síly.
• c) Zvedání konstrukce za účelem přestavby vozíků bylo prováděno pomocí hydraulických lisů uložených na vysouvací dráze, které se opíraly o tzv. nadstavbu vozíku z nosníků průřezu I100 (obr. 7). Ohybová tuhost těchto nosníků byla nedostatečná, docházelo k jejich poškození (obr. 8) a následně k výměně za tužší nosníky U160. I tyto nosníky byly při přetěžování deformovány (obr. 9), což svědčí o nesynchronním zvedání konstrukce a následně o nerovnoměrném přerozdělování svislých sil.
• d) Zasouvací dráha byla vodorovná, ale vysouvaná mostní konstrukce byla ve vrcholovém oblouku. Tím nutně docházelo k výškovému vypodkládání mezi roznášecími nosníky a dolními pásnicemi hlavních nosníků mostu. Vypodkládání bylo improvizované s použitím různých prvků i materiálů (obr. 10). Jednalo se výškové vymezení až 295 mm (obr. 11). Staticky takové vypodložení působí jako kyvný prut, čímž se vytváří labilní podepření celé mostní konstrukce, které je citlivé na jakýkoliv vodorovný impulz.
• e) Některé podpěry vysouvací dráhy byly uloženy na panelech bez roznášecích patek (obr. 12), a tudíž nebylo zajištěno dostatečné roznášení zatížení do betonového panelu, což mohlo vyvolat pokles nebo natočení podpěry. Geodetická poloha podpěr nebyla pravidelně kontrolována.
• f) Mostní konstrukce nebyla při vysouvání kotvena v podélném směru. Zajištění konstrukce proti pohybu mezi jednotlivými fázemi výsunu nebylo nikde předepsáno.
• g) Před zahájením zpětného zásunu nebylo provedeno geodetické měření mostní konstrukce, zasouvací dráhy a podpor. Na vysunuté konstrukci při bourání betonové desky mostovky vznikaly výrazné dynamické účinky, které mohly ovlivnit výškovou polohu jednotlivých podpor.
• h) Mostní konstrukce nebyla v příčném směru uložena vodorovně. Výšková úroveň zasouvacích drah byla různá, nebyla geodeticky sledována, nebyly stanoveny mezní hodnoty výškových rozdílů. Zvedání mostní konstrukce při přestavbě roznášecích nosníků pomocí několika hydraulických lisů nebylo prováděno synchronně, čímž docházelo k příčnému naklánění mostní konstrukce a k nekontrolovatelnému přetěžování provizorních podpor. Od šikmo podepřené mostní konstrukce vznikaly vodorovné síly, se kterými projekt nepočítal.
• i) Dne 7. srpna 2008 nebyla odhalena skutečná příčina zablokování konstrukce a nebyl prověřen skutečný stav všech podpůrných konstrukcí a poloha zasouvané mostní konstrukce. V důsledku všech těchto příčin, došlo k samovolnému pohybu labilně uložené mostní konstrukce a k jejímu následnému pádu do kolejiště.

ZÁVĚR
Smyslem článku je varování před podceňováním možných rizik při podobných rekonstrukcích mostů. Důsledné dodržování všech požadavků a nařízení obsažených v normách a dalších předpisech by jistě zabránilo vzniku této politováníhodné havárie. Výčet technických příčin havárie dokumentuje, že při rekonstrukci mostu ve Studénce nebylo dodržováno téměř nic.

On the Reasons of Collision of Bridge in Studénka
On August 8, 2008 a road bridge collided into the railroad lines in station Studénka closely before the passing international fast train. The bridge collapsed during its reconstruction. The crash of the train into the collapsed bridge structure has catastrophic consequences. The purpose of the article is to warn against underestimating potential risks of similar bridge reconstructions. Strict adherence to all requirements and regulations contained in the standards and other regulations would prevent from this unfortunate crash to happen. Listing of technical reasons of the accident documents that almost nothing was followed during the bridge reconstruction in Studénka.

Autor

• Doc. Ing. Rotter Tomáš CSc.

K příčinám havárie mostu ve Studénce