Časté příčiny degradace a poruch dřevěných mostů a lávek
V příspěvku jsou představeny vybrané degradační vlivy způsobující poruchy a sníženou trvanlivost u dřevěných mostů a lávek. Jedná se především o účinky atmosférické a biologické degradace. Negativní dopady těchto vlivů na provozuschopnost a životnost dřevěných mostů a lávek lze eliminovat kvalitním návrhem a realizací vhodných stavebních opatření a pravidelnou kontrolou stavu těchto konstrukcí.
Úvod
Trvanlivost dřevěných mostů a lávek ovlivňuje celá řada faktorů. Patří mezi ně celková koncepce (zastřešení výrazně prodlužuje životnost dřevěných mostů a lávek), konstrukční návrh (včetně detailů a spojů), volba vhodných materiálů, kvalita provedení povrchové ochrany nátěry a konstrukčními prvky, pravidelná kontrola stavu a provádění oprav poškozených částí. V příspěvku jsou uvedeny vybrané příčiny degradace dřevěných mostů a lávek vlivem prostředí. Více informací lze nalézt např. v [1] a [2].
Vlivy prostředí na trvanlivost dřevěných mostů a lávek
Při návrhu dřevěných konstrukcí mostů a lávek je nutné zvážit zejména účinky povětrnosti na rozvoj atmosférických a biologických degradačních procesů. Patří mezi ně zejména vliv vlhkosti (od deště, sněhu, případně námrazy) a slunečního záření. Vliv těchto degradačních činitelů může být omezen jednak pomocí konstrukčních ochranných opatření, jednak užitím dřevěných materiálů s dostatečnou přirozenou trvanlivostí a také ošetřením povrchů ochrannými prostředky proti atmosférické degradaci a biologickému napadení.
U konstrukcích prvků bez částečného nebo úplného zakrytí hlavních konstrukčních prvků může být jejich trvanlivost zvýšena pomocí:
- omezení stojaté vody na dřevěných površích pomocí vhodného sklonu povrchů;
- omezení otvorů, zářezů, kde se může hromadit nebo prosakovat voda;
- omezení přímého absorbovaní vody užitím vhodných nátěrů;
- omezení trhlin a delaminace, zvláště v oblastech, kde jsou povětrnosti vystavena koncová vlákna, vhodným nátěrem nebo obkladem;
- zajištění přirozeného větrání všech dřevěných částí vhodnou geometrií.
Správná volba vhodného materiálu
Dřevěné mosty a lávky jsou po celou dobu své životnosti vystaveny vlivům prostředí, proto jedním z předpokladů zajištění dostatečné trvanlivsti je na prvky, které nejsme schopni chránit konstrukčními opatřeními (např. mostovka, prahy atp.), potřeba navrhovat vhodných dřevěné materiály s přirozenou trvanlivostí.
Na obr. 1 jsou uvedeny příklady použití nevhodného materiálu (lepené lamelové dřevo) na prahový nosník dřevěné lávky a jehličnaté rostlé dřevo (smrk) na mostiny.
Obr. 1 – Příklad návrhu nevhodného dřevěného materiálu prahu dřevěné lávky a mostin
Obr. 2 – Lávka z tropického dřeva
V našich středoevropských podmínkách je vhodné použít na nechráněné části dřevo modřínu (i na prvky z lepeného lamelového dřeva). Mostiny je vhodnější navrhovat ze dřeva dubu, který má oproti jehličnanům mnohem vyšší trvanlivost i otěruvzdornost. Na extrémně zatížené prvky je vhodné navrhovat dřevo akátu.
V některých evropských zemích navrhují dřevěné mosty a lávky z tropických velmi trvanlivých dřevin. Na obr. 2 je uveden příklad lávky z Holandska, která je vyrobena z tropické dřeviny, jejíž přirozená trvanlivost umožňuje použití minimální konstrukční i nátěrové ochrany.
Biologická koroze
Dřevěné mosty a lávky umístěné nad vodotečí jsou vystaveny zvýšené vlhkosti, která je vhodným prostředím pro rozvoj dřevokazných plísní a zejména hub. Na obr. 3 je zobrazen příklad napadení mostin z dubu trámovkou trámovou. Kvalita dřeva dubových mostin byla nízká, proto musela být mostovka kompletně vyměněna již po třinácti letech provozu.
Obr. 3 – Trámovka trámová na spodní straně dubové mostovky a biodegradace dubové mostovky
Atmosférická degradace
Obr. 4 – Atmosférické degradace povrchu nosníků dřevěného mostu po 10 letech provozu
Materiály dřevěných mostů a lávek jsou i z hlediska životnosti citlivé k působení vlivů venkovního prostředí. Jedná se zejména o působení vody ve všech jeho formách, zvláště v kombinaci se slunečním zářením. Důležitá se jeví i orientace ke světovým stranám.
Na obr. 4 je uveden příklad rozdílného stavu povrchu nosníků dřevěného mostu z lepeného lamelového dřeva. Vnitřní plocha levého nosníku je obrácena k jihu a je tedy vystavena intenzivnímu slunečnímu záření, které v kombinaci s častým zvlhčováním nechráněného povrchu deštěm a sněhem způsobilo po deseti letech provozu značnou degradaci povrchu. Degradace se projevuje zvětráním nátěru povrchu a jeho zešednutím a hlavně značnou delaminací zasahující do hloubky několika centimetrů. Na obr. 4 je vidět vnitřní povrch pravého nosníku, který je obrácen k severu. Degradace povrchu této strany nosníku je zřetelně menší.
Na obr. 5 a 6 jsou uvedeny příklady degradace nosníků dřevěné lávky, které nejsou žádnými konstrukčními opatřeními chráněny. Již po deseti letech provozu bylo nutné přistoupit k celkové sanaci této lávky.
Obr. 5 – Delaminace nosníkú dřevěné lávky z LLD
Obr. 6 – Atmosférická degradace nosných prvků dřevěné lávkyKonstrukční ochrana dřevěných mostů a lávek
Jako nejúčinnější ochrana před degradačními účinky se jeví konstrukční ochrana nosných prvků obkladem dřevěnými prvky (boční strany), resp. oplechováním (zpravidla horní hrany nosníků). Tyto ochranné prvky je možné po jejich degradaci snadno nahradit novými (obr. 7).
Obr. 7 – Kvalitní konstrukční ochrana dřevěných mostů
Obr. 8 – Detaily spojů dřevěného mostu Tynset (Norsko, 2001)
Dalšími účinnými opatřeními, které zajistí potřebnou trvanlivost dřevěných mostů a lávek, je kvalitní nátěr (v severských zemích doporučují nátěr kreosotem) a spoje nosných prvků s ocelovými kolíky s vloženými ocelovými plechy (obr. 8). Velmi účinným opatřením ke zvýšení trvanlivosti dřevěných (především) lávek je jejich zastřešení, které může být provedeno i pomocí zasklení (včetně bočních stěn).
Obr. 9 – Příklady zastřešených dřevěných lávek
Obr. 10 – Příklady zastřešených dřevěných lávek
Závěr
V příspěvku byly uvedeny vybrané degradační vlivy způsobující poruchy a snížení trvanlivosti, se kterými se lze nejčastěji setkat u dřevěných mostů a lávek. Jedná se zejména o vlivy atmosférické a biologické degradace.
Poděkování
Tato publikace vznikla díky podpoře v rámci operačního programu Interreg V-A Slovenská republika – Česká republika pro projekt „Hodnotenie dopadu environmentálneho zaťaženia na stav mostných objektov cezhraničnej dopravnej siete“, 304011Y277, spolufinancovaný ze zdrojů Evropského fondu regionálního rozvoje.
Literatura a použité zdroje
- Kolektiv autorů: Dřevostavby a dřevěné konstrukce. Akademické nakladatelství CERM, Brno, 2010, 310 stran.
- Fojtík R., Lokaj A., Gabriel J.: Dřevěné mosty a lávky. Informační centrum ČKAIT, Praha, 2017, 157 stran.
The paper presented selected degradation effects causing failures and reduced durability, which can be most often encountered in wooden bridges and footbridges. These are mainly the effects of atmospheric and biological degradation. The negative impacts of these influences on the operability and service life of wooden bridges and footbridges can be eliminated by high-quality design and implementation of suitable construction measures, as well as regular inspection of the condition of these structures.