Beton se stal jedním z nejdůležitějších stavebních materiálů v moderní historii. Tento silný a odolný materiál se používá k výstavbě budov, mostů, silnic, přehrad a mnoha dalších struktur. V České republice se beton poprvé objevil na Karlově mostě, který byl postaven v 15. století.
Na konci 19. století se na beton stále nahlíželo jako na materiál, který se hodí tak leda pro průmyslovou výstavbu, na stavby domů byl příliš hrubý a obyčejný.
První betonové mosty v českých zemích
Prvním betonovým mostem postaveným v českých zemích je malý most přes Rokytku v Praze-Libni dokončený v roce 1896. Tento most se nachází v Zenklově ulici a v roce 1996 oslavil 100 let svého trvání. Most se nachází v katastrálním území Libeň.
"První betonový most silniční v Čechách. Na max. zatížení pohyblivé 1000 kg/m2 projektoval a v 35 dnech vystavěl Ingenieur Antonín Los, ingenieur, stavitel a geometr."
Obdivuhodná je i krátká doba 35 dnů k vystavění mostu, počítáme-li převážně s ručním prováděním prací, dále betonáží a výkopem. Vzhledem k tomu, že v době stavby mostu byla Libeň samostatnou obcí, lze pouze předpokládat, že nenáležel k zaměstnancům města Prahy, ale spíše k orgánům pro celé Čechy. Svědčí o tom i nápis na desce, který nasvědčuje tomu, že jistou znalost pro stavby tohoto typu v Čechách ing. Los mít musel.
Čtěte také: Jak vybudovat betonový základ pro bránu
Můstek má jedinou betonovou klenbu s rozpětím 13,30 m a vzepětím 2,75 m, o tloušťce 0,95 m. Zábradlí je betonové, včetně kuželek (balustráda). V roce 1909 bylo vedle něho přistavěno směrem po vodě (dnes Elsnicovo náměstí) souvislé přemostění Rokytky až k jejímu ústí do Vltavy, v délce 99,30 m.
Další významné betonové mosty do roku 1920
První konstrukce z cementového betonu u nás byly postaveny ve druhé polovině 19. století. Prvním prokázaným betonovým mostem u nás je most v Tetčicích u Brna, vybudovaný v roce 1892 přes Bobravu. Další betonový most byl realizován na Národopisné výstavě, pořádané v Praze v roce 1895. Jednalo se o klenbovou konstrukci o světlé šířce mostního otvoru 12,956 m a o vzepětí klenby 2,450 m. Most navrhl A. V. Velflík a realizovala jej firma Hrůza a Rosenberg.
Vzhledem k tehdejší určité nedůvěře vůči betonu byl most upraven tak, aby vypadal jako kamenný, a informace o jeho betonové konstrukci byla zveřejněna až dodatečně.
- Nejstarší betonový most s ocelovou výztuží je most na hradě Veveří u Brna, který byl postaven přes skalní průrvu na místě starší zděné konstrukce. Most byl realizován v roce 1898 podle návrhu Josefa Melana s výztuží zhotovenou ze zabetonovaných ocelových nosníků.
- Další klenbový most o jednom poli byl postaven roku 1902 přes Kamenici u Vysoké Lípy. Most o světlosti 18,0 m byl vybudován na místě starší konstrukce, zničené povodní v roce 1897.
- Ve stejném roce byl rovněž postaven klenbový most o jednom poli světlosti 26,900 m u obce Písečné - Modletice.
- V tomtéž roce byla realizována také oblouková lávka přes kolejiště nádraží v Sokolově. Lávka měla světlost 16,5 m.
- Okolo přelomu století byly rovněž postaveny dva klenbové mosty o rozpětí cca 30,0 m přes Jizeru u Kořenova - tzv. Hoftík a Karlovský most.
Vývoj betonových mostů ve 20. století
Na začátku 20. století betonové mosty nahradily mosty kamenné, které se vyznačovaly vysokou únosností a trvanlivostí. Železobetonové mosty, pro větší rozpětí zvláště obloukové, byly stavěny nejprve tradičními metodami, později metodami pokrokovými. Od 50. let se začala rozvíjet výstavba předpjatých betonových mostů.
Extrémně rychlý vývoj této technologie výstavby vyústil v některé nedostatky, které byly pozorovány u předpjatých mostů v celosvětovém měřítku a jejichž důsledkem obvykle byla snížená životnost některých z nich. Po staletí se stavěly mosty kamenné, které zaručovaly vysokou únosnost. Většinou šlo o mosty klenbové, resp. obloukové. Při minimální údržbě dosahovaly kamenné mosty životnosti větší než tisíc let, avšak jejich nevýhodou byla náročná výstavba a s rostoucími náklady na lidskou práci i vysoká pořizovací cena.
Čtěte také: Montáž betonových plotových panelů
Vznik betonu jako umělého kamene vedl k postupné náhradě přírodního kamene betonem. Nejprve se začaly stavět obloukové mosty z prostého a železového betonu, později i železobetonové trámové konstrukce. Zásadní rozdíl byl však v tom, že kamenné mosty jsou sestaveny z relativně malých prvků, zatímco betonové, resp. železobetonové konstrukce byly monolitické, tedy jednotlivé části byly velké kompaktní celky tvořící základní prvky mostu jako oblouk nebo mostovka.
Zatímco kamenné mosty měly ve velké většině případů na obloucích násyp, na kterém pak byla umístěna mostovka, pro betonové mosty je typická konstrukce bez násypu s mostovkou podepřenou na obvykle tenkých stojkách, popř. na odlehčovacích klenbách, a mezi obloukem a mostovkou vzniká volný prostor.
Vývoj konstrukcí pokračoval, stavěly se zejména obloukové mosty s horní mostovkou, ale též řada oblouků se spodní mostovkou zavěšenou na obloucích pomocí železobetonových táhel. Výstavba železobetonových mostů probíhala na pevné skruži. Tak byl postaven i betonový oblouk mostu u Podolska přes Vltavu, který má dodnes rekordní rozpětí betonového oblouku v ČR - 150 m.
Předpjatý beton
Teprve rozvoj technologie předpjatého betonu v druhé polovině 20. století znamenal další posun. Předpjatý beton se ve Francii a v Německu začal rozvíjet již před válkou, avšak u nás se první konstrukce stavěly až v 50. letech 20. století.
V době socialistické republiky byl vývoj nové technologie předpjatého betonu velmi náročný. Chyběly zkušenosti a velmi omezený kontakt se západními vyspělými státy neumožňoval rychlý přenos informací o nových technologiích. Přesto se podařilo velice úspěšně vyvinout vlastní technologie pro výstavbu mostů podobně jako v zahraničí. Kvalita našich betonových konstrukcí zejména v oblasti návrhu byla jistě srovnatelná se zahraničím.
Čtěte také: Jak správně vybrat a instalovat betonové obrubníky?
Bylo celkem samozřejmé, že rozvoj tehdy nové technologie se nevyhnul některým vývojovým stadiím, která byla později považována za nevhodná a která vedla např. k menší trvanlivosti některých předpjatých konstrukcí. Dnes též víme, že kvalita provádění v období socialistického státu nebyla na dostatečné úrovni, což také vedlo k nižší životnosti betonových mostů.
Situace se změnila po roce 1990, kdy se otevřela přímá spolupráce se západními státy a i u nás začaly být používány nejvyspělejší technologie např. u předpínacích systémů. Též zejména významní investoři, jako je ŘSD ČR nebo dnes SŽDC, zvýšili své požadavky na kvalitu provádění veškerých stavebních prací. Současně cca od roku 1990 došlo celosvětově k rychlému vývoji v technologii betonu a nyní jsou k dispozici nové vysokohodnotné materiály.
Beton se prosadil jako náhrada kamene zejména díky své nízké ceně a možnosti téměř neomezeného tvarování konstrukce. Pro větší rozpětí bylo možné navrhovat vzhledem k charakteru železobetonu prakticky jen obloukové konstrukce. Již v době před 1. světovou válkou se postavilo několik mostů o rozpětí do 50 m.
Jako příklady lze uvést mosty v Nymburce (1912), Hlávkův most v Praze (1912 až 1913) a Mánesův most v Praze (1914). Po 1. světové válce vývoj pokračoval a bylo postaveno mnoho obloukových železobetonových konstrukcí. Jen v Praze byly v poměrně v krátké době postaveny tři mosty přes Vltavu (Trojský a Libeňský (1928) a Jiráskův (1933)). Všechny byly navrženy Ing. Františkem Menclem, který měl jako pracovník pražského magistrátu mosty v Praze na starosti.
Libeňský most
Trojský most byl pokrokovou konstrukcí s tříkloubovými železobetonovými oblouky o rozpětí maximálně 47 m a mostovkou podepřenou tenkými stojkami. Jeho šířka byla pouze 16 m, a proto nebyl dostatečný pro zvyšující se požadavky provozu a byl v 80. letech zbourán.
Most Libeňský má též tříkloubové oblouky o rozpětí maximálně cca 43 m. Byl postaven v tehdy okrajové části města, která byla v té době převážně průmyslová a nacházel se tam i holešovický přístav. Vzhledem k poválečné situaci (stavba začala v roce 1924) nebyl dostatek prostředků a bylo rozhodnuto postavit most s minimálními náklady. Proto se Ing. František Mencl uchýlil ke koncepci starších kamenných mostů a navrhl most s oblouky z prostého betonu s nadnásypem.
Protože most byl stavěn v místě teprve budoucího koryta řeky Vltavy, k výrobě betonu mostu byl využit vykopaný netříděný materiál. Vysoký tlak na snižování nákladů zároveň vedl k minimalizaci obsahu cementu v betonu.
Návrh konstrukce mostu s nadnásypem vyústil v esteticky nepříznivé velké plochy poprsních zdí nad pilíři. Proto Ing. František Mencl přizval arch. Pavla Janáka, který navrhl profilování stěny nad pilíři ve tvaru pětiúhelníka, mohutné zábradlí a betonové sloupy veřejného osvětlení. Napojení rámových konstrukcí na oblouky, které nevypadalo esteticky, bylo zakryto mohutnými schodišti.
Nekvalitní provedení mostu vedlo k jeho postupné degradaci až do současného stavu, kdy je jeho zatížitelnost minimální. Most Jiráskův byl dokončen pouhých pět let po Libeňském mostě. Přitom konstrukce jeho oblouků (maximální rozpětí 51 m) s tenkými stojkami byla již velmi pokroková, most je velmi elegantní a úspěšně slouží silnému provozu dodnes.
Další významné mosty
V roce 1928 byly dokončeny další významné mosty s velkým rozpětím. Silniční most přes Vltavu v Kralupech má rozpětí hlavního pole 80 m a sdružený most (převádí silniční provoz a Křižíkovu železnici) přes Lužnici v Bechyni má rozpětí 90 m. Oba mosty jsou ve velmi dobrém stavu. Most ve Štěchovicích byl dokončen v roce 1939. Rozpětí oblouku s mezilehlou mostovkou je cca 114 m. Pevnost betonu oblouku dosahovala mimořádné kvality až 68 MPa, přestože v té době nebyly k dispozici žádné chemické přísady typu plastifikátorů. Kvalita betonu byla dosažena pouze vhodnými materiály, volbou poměru složek a řádným hutněním na stavbě.
V předválečné době byla zahájena stavba již zmíněného největšího silničního mostu u nás - mostu přes Vltavu u Podolska. Most byl navržen Ing. Ladislavem Pacholíkem, na výpočtech pracoval Ing. Jan Blažek a zajímavé je, že se na návrhu nepodílel žádný architekt. Most dosahoval tehdy největšího rozpětí v Evropě (150 m) a jeho návrh získal několik ocenění (např. „Le beau pont de l´Europe“ v Paříži v roce 1937).
Mosty po roce 1945
V poválečném období bylo postaveno ještě několik zajímavých železobetonových konstrukcí. Velmi elegantní je obloukový Štefánikův most v Praze, který se vyznačuje štíhlostí oblouků i stojek a slouží hustému pražskému provozu od roku 1951. Další oblouky byly postaveny ve Zbraslavi (rozpětí 86 m, 1964), kde byla použita technologie samonosné skruže z betonářské výztuže oblouku, a u Lokte (rozpětí 126 m, 1975), který byl později rozšířen na čtyři jízdní pruhy. Moderní technologií betonáže letmo byl postaven dálniční most u Oparna (rozpětí oblouku 135 m, 2010).
Velké obloukové betonové mosty byly využity i na železnici. Trámové a rámové mosty ze železobetonu bývaly použity pro malá rozpětí, neboť pro větší rozpětí již vzhledem k charakteru železobetonu nevycházejí ekonomicky příznivě.
Uvedené příklady železobetonových mostů až na výjimky ukazují vysokou trvanlivost těchto konstrukcí. Pokud byly použity kvalitní materiály - zejména beton - a pokud bylo krytí výztuže dostatečné, pak železobetonové mosty jasně prokázaly, že jsou schopny vydržet dnes plánovanou životnost 100 let. Musí být však přiměřeně udržovány, což znamená především včasnou výměnu izolace a udržování dilatačních závěrů, aby skrze ně voda nepronikala k ložiskům a úložným prahům, které v případě, že obsahuje soli, mohou degradovat.
Hlavní nosné prvky obloukových mostů s horní mostovkou - oblouky - nejsou v přímém kontaktu se závěry a většinou nejsou přímo ostřikovány vodou se solí v zimním období, a proto mohou déle vydržet. V případě, že byl použit nekvalitní beton, zářným příkladem je Libeňský most, se degradace projevila velmi významně.
Předpjaté mosty po roce 1950
Předpjaté mosty se u nás začaly stavět v 50. letech minulého století. Protože šlo o novou, nevyzkoušenou technologii, stavěly se nejprve menší konstrukce, avšak relativně rychle se přistoupilo k velkým mostům.
Početnou skupinu tvoří mosty z tyčových prefabrikátů, které sice nedosahují velkých rozpětí, ale z hlediska významnosti tvoří podstatnou skupinu mostů na silniční i železniční síti. Mosty u Cholína a Živohoště se staly jedny z prvních konstrukcí stavěných z předpjatých betonových nosníků.
Během 50. a 60. let byla vyvinuta řada nosníků, především na menší rozpětí, a to pro silniční i železniční mosty. Nosníky typu KA měly komorový průřez a byly dodatečně předepnuty. Příčné spojení nosníků bylo zajištěno probetonováním úzké mezery mezi nosníky, kde byla též spojovací výztuž.
V době jejich vývoje byly považovány za velmi vhodné pro výstavbu mostů do rozpětí cca 24 m, avšak zkušenosti s jejich používáním ukázaly některé nedostatky. Komorový průřez je velmi tuhý na kroucení a neumožňuje rozdílnou deformaci jednotlivých nosníků umístěných vedle sebe. Podélný spoj byl velmi namáhaný, ale zároveň obtížně proveditelný. Kvalita probetonování silně závisela na lidském faktoru. Při pojezdu vozidel byly nosníky namáhány rozdílně a postupně docházelo k uvolnění spojů a následně k porušování izolace. Zatékáním do dutin nosníků začala jejich degradace, často chybělo i odvodnění dutin.
Dnes jsou tyto konstrukce vyměňovány, avšak v minulosti se někdy přistupovalo k jejich opravě nabetonováním spřahující železobetonové desky. Nosníky typu I byly též dodatečně předepnuty a používaly se na rozpětí do cca 32 m. Dle původního návrhu měly působit jako dutinová deska.
Spodní i horní pásy vedle sebe uložených nosníků byly propojeny dodatečným zabetonováním podélné spáry. Kvalitní probetonování dlouhé spáry s malým objemem a s výztuží vyčnívající z obou nosníků nebylo jednoduché. Není divu, že kvalita provedení byla nejistá.
Dalším rozšířeným nosníkem byl typ VST. V tomto případě byly nosníky s průřezem obráceného tvaru T předepnuty předem. Nosníky byly položeny na podpory a byla dobetonována horní spřahující deska. Změnou výšky stojiny při výrobě se vyráběly nosníky pro různá rozpětí.
Po roce 1990 byla opuštěna výroba nosníků KA a I a bylo navrženo několik typů poměrně podobných nosníků, které se používají dodnes. Mají průřez tvaru písmene T (např. T‑93, Petra, MK‑T) a jednotlivé nosníky jsou propojeny spřahující betonovou deskou. Nosníky se obvykle navrhují do rozpětí 32 m. Poddajný příčný řez umožňuje deformaci při nerovnoměrném zatížení, a proto nedochází k poruchám izolace z důvodu statického působení nosníků. Životnost izolace je dána jejím materiálem a kvalitou provedení.
Postupné zavádění předpjatého betonu vedlo i u nás k rozvoji tzv. moderních technologií výstavby, které spočívají ve výstavbě po částech s využitím jejich postupného předpínání. Jde o betonáž na výsuvných skružích, jedná se o mosty vysouvané, mosty ze segmentů a mosty letmo betonované.
I názory na fungování předpjatých i nepředpjatých konstrukcí byly v mnoha směrech odlišné ve srovnání s tím, jak na betonové konstrukce pohlížíme dnes. Podstatně menší důraz byl kladen na jejich trvanlivost, provedení detailů a kvalitu provádění.
Tabulka: Vývoj spotřeby cementu při stavbě mostů
| Most | Poměr cementu a kameniva | Množství cementu na 1 m3 betonu |
|---|---|---|
| Mánesův most | 1 : 4 | N/A |
| Libeňský most (oblouky) | 1 : 5 až 1 : 6 | 250 až 200 kg |
| Libeňský most (pilíře) | 1 : 8 až 1 : 12 | Ještě méně |
tags: #betonový #most #přes #Rokytku #historie