Příčiny poruch mostní konstrukce

Karlův most, ačkoliv postaven z méně odolného pískovcového zdiva, odolává zubu času úspěšně již sedmé století. Vždy byl a bude vystaven účinkům vodního toku, klimatickým vlivům a agresivitě pražského prostředí s nevyhnutelným důsledkem postupné degradace a koroze konstrukce.

Zvláště v uplynulém desetiletí byly průzkumné práce zaměřeny na působení fyzikálních, chemických a mikrobiologických procesů. Výsledky zdůraznily závažnost působení (nesilových vlivů) na konstrukci mostu.

Účinky teplotních změn na stav konstrukčních vrstev Karlova mostu se projevují jak v napjatosti, tak hlavně v tvarových deformacích a trhlinách. Dilatační pohyby konstrukce vlivem změn teploty jsou zákonité nelze je vyloučit. Jejich současný destruktivní účinek však lze účelným návrhem, jeho kvalitním provedením a odpovědnou údržbou mostu eliminovat na míru neohrožující životnost objektu. Tyto podmínky dnes splněny nejsou.

Hlavní příčinou současných závad mostní konstrukce je nefunkčnost hydroizolačního systému Karlova mostu jako souvislého ochranného pláště. Poruchami izolace voda pronikající do mostu způsobuje trvalou vysokou vlhkost zdiva, vyplavování rozpustných solí, jejich migrací do kamene s důsledkem degradace zvláště lícní části pískovcových kvádrů a rozrušení maltové výplně spár zdiva.

Množství vody v nasycených částech konstrukčních vrstev Karlova mostu (mezery, spáry, trhliny, póry) při déle trvajících silných mrazech formou ledu zvětšuje objem a vyvozuje deformační tlaky, jejichž horizontální účinek se projevuje především na poprsních zídkách. Výrazně také znehodnocuje tepelně-izolační účinnost keramzitové vrstvy, provedené při poslední velké opravě Karlova mostu.

Mezi rizika mostů založených v řečišti patří účinky vodního toku na zdivo pilířů pod hladinou či podemletí základů. Příslušné povinnosti ověřování stavu, ukládané správci mostu ČSN 73 6221, jsou rovněž nezbytným podkladovým materiálem projektu celkové opravy mostu (s nímž jsme se nemohli seznámit).

Souhrnně lze prohlásit existenci destruktivních činitelů za dnes již dostatečně principiálně známou a zvládnutelnou současnými prostředky stavební techniky tak, aby při respektování zásad mostního stavitelství byla životnost Karlova mostu na další staletí garantována.

Železobetonová deska

Kritizované železobetonová deska byla asi před 35 roky navržena jak pro příčné sepnutí poprsních zdí, tak pro zkvalitnění podkladu hydroizolace.

Oprávněné pochybnosti panují o kvalitě jejího provedení, podélném směru údajně neprobíhá všemi směry plynule. Velmi pravděpodobně vedl předpoklad dostatečné ochrany tepelně-izolační vrstvou keramzitbetonu k vypuštění dilatačních spár. Při fungující hydroizolaci a suchých vrstvách se teplota uvnitř mostu mění jen málo a se značným zpožděním, čemuž odpovídá i bezporuchové chování Karlova mostu v prvním údobí po dokončení rekonstrukce v roce 1975.

Obava, že deska při funkčním izolačním systému omezuje zejména svislé pohyby mostních kleneb od účinků objemových změn, není docela oprávněná. Aby se spojitá deska rozpětí 24 až 32 m mohla staticky účinně projevit, musela by její tloušťka několikanásobně převýšit provedených 20 cm. Proti vzpínání kleneb účinně působí pouze její tíha asi 8 % stálého zatížení kleneb, tedy s minimálním negativním účinkem.

Případný příspěvek desky k vyklánění poprsních zdí nelze posoudit, popřípadě prokázat z více důvodů. Při fungující hydroizolaci a suché vrstvě keramzitbetonu by objemové změny desky v příčném směru byly jednak minimální, jednak kompenzovatelné jak za plusových, tak za minusových teplot. Za současného stavu dlouhého údobí porušené hydroizolace mostu vyvozují vodorovné tlaky na poprsní zdi při promrznutí zvodnělé vrstvy v nadloží kleneb společně, aniž byl vysledován deformační účinek těchto sil jak po délce mostu, tak po výšce poprsních zdí.

Obavu z možného negativního vlivu objemových změn desky a dalších konstrukčních vrstev lze v novém projektu rekonstrukce Karlova mostu spolehlivě vyřešit (dilatační spáry, pružné tmely, izolační soustava, údržba).

Odstranění železobetonové desky z Karlova mostu není technicky odůvodněno. Pro ponechání desky v koncepci oprav Karlova mostu navíc svědčí i argument času a nákladovosti plánované rekonstrukce.

Tepelně-izolační vrstva keramzitbetonu

Tato vrstva byla navržena spolu s železobetonovou deskou a provedena při poslední velké opravě mostu. Svou tepel-izolační funkci plnila až do doby, kdy se vlivem poruch a nedostateční účinnosti hydroizolace mostu nasákla vodou a tuto schopnost téměř ztratila.

Po obnovení účinné hydroizolace Karlova mostu a následném vyschnutí vrstvy keramzitbetonu lze očekávat i obnovu její tepelně-izolační funkce, a tím i kladný příspěvek k vnitřnímu klimatu Karlova mostu.

Vrstva keramzitbetonu je součástí návrhu zaštítěného autoritou prof. Bechyněho, v konsolidované konstrukci funguje jako její organická součást a nebyl prokázán žádný technický argument pro její odstranění

Pro zachování vrstvy keramzitbetonu v novém projektu rekonstrukce Karlova mostu navíc rovněž hovoří i důvody ekonomické, časové, zbytečné zátěže Prahy nákladní dopravou, změna konsolidovaného stavu vnitřních sil v Karlově mostě.

Poprsní zdi

Vyklonění poprsních zdí existovalo vlivem nesilových účinků již v minulosti - protiopatření navrhoval i projekt poslední velké opravy Karlova mostu. Srovnání stavu tehdy a dnes nemáme bohužel k dispozici. Nemůžeme tedy posoudit časový postup této zřejmě pozvolné postupné deformace konstrukce ani kvantifikovat pravděpodobně působící vlivy a příčiny rozdílného rozsahu v jednotlivých polích.

Za hlavní příčinu deformací zdí nutno považovat příčně i podélně působící síly, vyvozované objemovými změnami konstrukce při výrazných teplotních změnách prostředí (horko - mráz, oslunění - stín, sucho - mokro, klid - vítr).

Současný stav náklonu zdí je zjištěn přibližnými metodami. I když přesnější měření dá dokonalejší výsledky, nebyla zatím vyslovena obava ze staticky kritického stavu.

Problému dalšího vyklánění poprsních zdí Karlova mostu lze účinněji čelit konstrukční úpravou, umožňující nutné dilatace mostu při ponechání současných nadložních vrstev kleneb.

Situaci výrazně zlepší obnovení hydroizolační funkce a vysušení vnitřních vrstev mostu.

Aktivace příčného sepětí zdí dnes nefunkčním deskovým táhlem z minulé velké opravy Karlova mostu je dnes nereálná.

Pokud přesná měření potvrdí v celém rozsahu Karlova mostu bezpečnou stabilitu dnešního stavu poprsních zdí, lze uvažovat o schovívavosti k jejich úklonu, přijatelnému u takto letité historické technické pamětihodnosti.

Únosnost mostu

Po statické stránce nevyplývají z výsledků současného průzkumu stavu Karlova mostu žádné poznatky o případných závadách, signalizujících snížení únosnosti mostu.

Za tohoto stavu konsolidace nosné konstrukce by bylo chybou nutit ji, aby stávající stavy napjatosti v jednotlivých průřezech kleneb a poprsních zdí přizpůsobovala nové tlakové čáře, odpovídající změně stálého zatížení odstraněním a výměnou stávajících konstrukčních vrstev nad klenbami s důsledkem vzniku dalších trhlin a napětí.

S požadavkem nesnížené trvalé únosnosti kleneb Karlova mostu po řadu dalších staletí jsou radikální zásahy do konsolidovaného stavu v rozporu. Také tento argument podporuje již dříve zdůvodněné zachování současné skladby vnitřních vrstev mostu, tj. ponechání hlavně keramzitbetonu a železobetonové desky i v projektu nové konstrukce KM.

Zprávu z podkladů expertů ČSSI zpracoval Vladimír Křížek