Možnosti sanace betonové konstrukce obloukové části Libeňského mostu

Tento článek se zabývá možnostmi sanace betonové konstrukce z technického a technologického hlediska, ve vazbě na jeho zjištěný stav, způsob provedení, provozování a stáří a shrnuje zejména zjištění do roku 2017. Zaměřuje se na architektonicky cennou obloukovou část přes řeku, dílo architekta Pavla Janáka.

Historický úvod

Stavba mostů v Praze, spojená s rozvojem města a jeho okolí nebyla s výjimkou Juditina a Karlova mostu, tzn. tehdy vlastně královských zakázek, nikterak běžnou záležitostí. K přechodu řeky byly historicky využívány především brody nebo přívozy, které do značné míry postačily ke splnění potřeb dopravního provozu a nenesly s sebou významné riziko poškození drahé stavební konstrukce častými povodněmi. Přechod vltavského meandru pod Prahou byl historicky možný přes bubenský a holešovický brod, které ležely přibližně v poloze dnešního Hlávkova mostu a někdejší lávky pro pěší v Troji (zřítila se v prosinci 2017). Teprve s rostoucí hustotou a intenzitou dopravních proudů vyvstala nutnost budovat přemostění i v dalších místech, kde do té doby musel postačit např. přívoz. V dotčené oblasti přinesl novou situaci ve větší míře až rozvoj Karlína, Libně a Holešovic, spjatý s průmyslovou revolucí konce 19. století. Mezi Holešovicemi a Libní byl mimo hlavní tok úsek řeky s nivou, tvořenou řadou ostrovů a slepých ramen, vhodný mj. např. pro zřízení říčního přístavu i loděnice. O historických proměnách oblasti Libeňského ostrova svědčí i řada významných archeologických nálezů. Některé z nich dokonce byly následně inspirací uměleckých děl, jako tomu bylo např. u Eduarda Štorcha a jeho knih, jako jsou Praha v době kamenné, U veliké řeky, Lovci mamutů a další.
Předchůdcem dnešního Libeňského mostu byl provizorní dřevěný most z roku 1903, jehož autorem byl Ing. Soukup. Pro jeho stavbu bylo využito 17 věšadlových polí ze stavby kamenného mostu u Národního divadla (dnešní most Legií), která byla doplněna jedním unikátním dřevěným obloukovým polem systému Emmyho o rozpětí 40 m, jedním věšadlovým vzpěradlem o neobvyklém rozpětí 30 m a dvěma věšadly o rozpětí 18 m. Provizorní most měl tedy 21 polí celkové délky 449 m s šířkou mostovky 7,3 m. Jeho zatěžovací zkouška byla úspěšně provedena 15. 4. 1903 a svému účelu sloužil celých 25 let.
Nový, do současnosti sloužící most, byl postaven a pro veřejnost otevřen za účasti prezidenta T. G. Masaryka 29. 10. 1928 při příležitosti 10. výročí vzniku samostatné Československé republiky. Při otevření mostu přestřihl pásku první primátor Velké Prahy Dr. Karel Baxa, po němž byl most pojmenován (Baxův most). Mezi lidem byl však most spíše znám pod místním názvem jako Libeňský most, a to v tradici svého předchůdce provizorního dřevěného Libeňského mostu.
Tak jako i jiné mosty střídají jména, byl pod vlivem válečných a následujících politických změn i tento most přejmenováván. Nejprve v roce 1940 na Libeňský, potom v roce 1945 zase zpět na Baxův, v roce 1952 na Stalingradský a od roku 1962 má opět svůj místní název Libeňský most.

Popis objektu

Soubor objektů překračujících tok Vltavy, Libeňský ostrov a Voctářovu ulici, tzn. z Dělnické v Holešovicích až na Palmovku v Libni, pojmenovaný jako ulice Libeňský most, tvoří celá řada mostních konstrukcí a zemních těles násypů, avšak jako Libeňský most je chápána především oblouková konstrukce o pěti polích přes hlavní koryto Vltavy u holešovického břehu.
Tento objekt na holešovickém břehu začíná železobetonovou rámovou konstrukcí o čtyřech polích, částečně založenou na patce navazující obloukové části mostu, přičemž první pole rámové konstrukce je uzavřeno a opticky tvoří dojem opěry. Hlavní část mostu přes Vltavu je tvořena pěti trojkloubovými klenbovými oblouky z prostého betonu o světlostech 28, 38,5, 42,8, 42,8 a 38,5 m. K prvnímu a šestému pilíři je po obou stranách připojeno tříramenné schodiště nesené konzolami. Na poslední klenbové pole navazuje opět železobetonová rámová konstrukce o třech polích, uložená přilehlou stranou na poslední patce pátého oblouku.
Na tuto rámovou konstrukci bezprostředně navazuje další (průjezdná) rámová konstrukce o jednom poli a světlosti cca 14 m. Dál následuje krátká sypaná část ohraničená opěrnými zdmi a další průjezdná železobetonová rámová konstrukce o dvou polích, za níž je zemní těleso s nájezdovými rampami a malou průjezdnou železobetonovou klenbou uprostřed. Zemní těleso je ukončeno průjezdnou železobetonovou rámovou konstrukcí o jednom poli, za nímž je krátká sypaná část ohraničená opěrnými zdmi.
Následuje železobetonová rámová konstrukce o třech polích s převislým koncem uloženým na další část mostu, tj. patku trojkloubového oblouku o světlosti 48 m. Tento největší oblouk soumostí překračoval původní řečiště a dnes je součástí tzv. inudačního mostu. Za ním následuje další železobetonová rámová konstrukce o dvou polích a další železobetonová rámová konstrukce o dvou průjezdných polích. Většina prostor rámových polí je v současnosti uzavřena.
Poslední mostní konstrukcí je přemostění Voctářovy ulice, dnes deskou z předpjatých nosníků, po letitém dřevěném a ocelobetonovém provizoriu (kvůli dlouhodobě nevyřešeným majetkoprávním vztahům k pozemkům). Soubor staveb končí zemním tělesem za opěrou posledního mostu. Samotné mostní konstrukce mají délku 370 m, spolu se zemním tělesem pak 780 m, což činí Libeňský most nejdelším silničním mostem přes Vltavu. Odchylka osy mostu od kolmice na tok řeky činí 18,5 °. Niveleta mostu má po celé délce spád 0,5 %, zatímco většina mostů má niveletu stoupající ke středu mostu.
Šířka mostu 21 m je na dobu vzniku neobvyklá, neboť obvykle byla dodržována šířka mostů 16 m. Zvětšená šířka mostu umožnila rozdělit mostní objekty obou typů (oblouky i rámy) v celé délce na čtyři souběžné konstrukce s přiznanými podélnými dilatačními spárami. Betonovalo se v příčném směru postupně, což umožnilo opakované využití drahých dřevěných mostních skruži. Nejprve byly vždy provedeny dva vnitřní pásy a po zatvrdnutí betonu se skruže vysunuly příčně do stran pro rozšíření mostu a betonáž obou průčelních pásů.

Konstrukční a materiálové řešení obloukové části

Trojkloubové oblouky jsou z prostého betonu. Jejich autorem je Ing. František Mencl a jsou považovány za nejhodnotnější část mostu. Oblouk o světlosti 48 m na libeňské straně je pak největší klenbou tohoto typu v Praze.
Vyložení patek kleneb na konzolách délky 3,0–4,5 m a použití betonových kloubových kvádrů je považováno za přínos Ing. F. Mencla, neboť u předchozích mostů požadovaly stavební předpisy použití pouze kamenných kloubových kvádrů. Betonové kloubové kvádry jsou na střední pětinu své tloušťky opatřeny olověnými vložkami. Jejich provedení bylo velmi obtížné mj. z důvodu úhlu křížení mostu s překážkou a jeho podélným tvarem.
Tloušťka oblouků je proměnná, ve vrcholu je u nejmenšího je 670 mm, u největšího 830 mm a v patních kloubech 800 mm, resp. 950 mm. V tzv. nebezpečných průřezech (čtvrtině rozpětí) je tloušťka oblouků 830 mm, resp. 1070 mm.
Návodní pilíře mají v úrovni základové spáry šířku 7 m a v místě paty kleneb 4 m a jsou zakončeny širokými balkóny na mohutných konzolách s vyložením až 2 m.
Slabě vyztuženy jsou oblasti oblouků navazujících na kloubové kvádry. Z železového betonu jsou provedeny konzoly, schodiště, římsy a zábradlí. Izolace horní strany oblouků byla provedena horkými nátěry z přírodního, údajně trinidadského asfaltu prokládanými třemi vrstvami juty. Původně měla být izolace doplněna ještě o olověnou vložku tl. 0,3 mm, ta však po přechozích špatných zkušenostech nebyla použita.
Mostní vozovka je uložena na násypech z výkopových prací a to od rubu klenby až po svršek. Na svršek chodníků a vozovky byl již použit asfalt a středový tramvajový pás byl vydlážděn žulovými kostkami.
Most od svého dokončení a uvedení do provozu neprošel žádnou zásadnější opravou či rekonstrukcí.

Architektonické řešení

Architektonické ztvárnění Libeňského mostu, především jeho obloukové části, je dílem architekta Pavla Janáka a podle posledního uměleckohistorického hodnocení mostu Ústavem dějin umění AV ČR z r. 2012 je postaven v robustním puristickém stylu, v němž ještě přežívají i kubistické prvky.
Architektonický účinek mají i mohutná schodiště vyložená na dvoumetrových konzolách z krajních kleneb, která vedou na pobřežní plochy a do prostor v dutinách přilehlých konstrukcí.
Charakteristickou sjednocující linkou celého soumostí při bočním pohledu ze břehů a z řeky tvoří jeden metr vyložená římsa, na níž je uloženo plné masivní zábradlí, převážně sestavené z prefabrikátů vyrobených mimo staveniště mostu, které dává souboru objektů ucelený ráz a dotváří optický dojem délky přemostění. Typické pro autorský rukopis mostu jsou i mohutné železobetonové stožáry pro veřejné osvětlení.
Pohledové plochy, zejména boční, jsou upraveny tvrdou pemrlovanou vrstvou předsádkového betonu, tzn. že zábradlí je betonováno z dvojí směsi s vybraným druhem kameniva v povrchové vrstvě (viz např. obr. 6).

Diagnostická zjištění

Výsledky provedených diagnostických průzkumů ukazují, že celkový stav obloukových konstrukcí je nutno označit za špatný. Důvodem je především použitý materiál, technologický postup jejich provádění a následně dlouhodobě zanedbávaná údržba. Největší slabinou oblouků je lokálně výrazně rozdílná hutnost betonu z těženého kameniva v konstrukci, mající za následek i velké rozdíly v pevnosti materiálu (variační součinitel pevnosti cca 30 %), který je finálně ve smyslu ČSN EN 206 zatříděn jako C16/20.
Lokální degradace je zaznamenána především v oblastech dilatačních spár (jak spár mezi oblouky, tak příčných spár rámových částí mostu) a v prostupech oblouky, např. v místech svodů odvodnění. V jednotlivých případech jsou částečně odštípnuty povrchové části kloubových bloků, vrcholové klouby jsou u některých oblouků pokleslé.
Z důvodů požadované zatižitelnosti by bylo třeba zvýšit pevnost betonu oblouků. Při zachování stávajícího průřezu a materiálu by to bylo prakticky možné pouze jeho pevnostní tlakovou injektáží. Tento postup byl na objektu vyzkoušen, avšak neúspěšně, neboť se ukázalo, že mezerovitost betonu není natolik spojitá, aby jej bylo možné tradiční technologií jednoduše v objemu proinjektovat. Předpolí obloukového mostu tvořené rámy ze železového betonu jsou napadena masivní korozí ocelové výztuže, probíhající za přítomnosti chloridových iontů. V řadě oblastí dochází již k masivnímu úbytku profilu výztuže. Tento faktor se nemůže podstatně uplatnit v případě oblouků z převážně prostého betonu, avšak vyztužené části jsou již značně devastovány.
V havarijním stavu jsou konstrukce schodišť, která jsou již dlouhodobě z bezpečnostních důvodů vyřazena z běžného provozu. Nebezpečný je především stav konzol s výztuží při horním povrchu.
Lokálně již viditelně narušené jsou některé další vyztužené části jako výplně zábradlí, římsy nebo masivní madla zábradlí, jejichž neuspokojivý stav budí zdánlivě vzhledem ke statické funkci menší obavy, avšak např. omezená zádržná funkce zábradlí může být jistým rizikem, stejně jako pády části zábradlí např. na proplouvající lodi.

Možnosti sanací

V hodnocení přístupu k opravě hlavního obloukového mostu jsou nyní v odborné diskusi rozlišovány v zásadě dvě varianty přístupu k rekonstrukci/nahrazení dominantní obloukové části soumostí:
Varianta A – Parciální (dílčí, lokální zásahy, sanace) rekonstrukce při zachování stávajícího vzhledu, šíře 21 m. Představuje ponechání stávající nosné konstrukce oblouků a jejich dílčí opravu vzhledem ke zvýšení únosnosti tak, aby bylo dosaženo zatížitelnosti třídy A spolu s provozem tramvají.
Varianta B – Rekonstrukce náhradou stávajících konstrukcí zcela novým mostem šíře 26 m dle projektové dokumentace z roku 2006, ke které je vydáno stavební povolení. PD vychází z předpokladu, že bude využita spodní stavba a nová nosná konstrukce bude uložena na zachovalé pilíře starého mostu.
Níže uvedené odstavce diskutují postupy, které by bylo nutno zahrnout do sanace dle varianty A. Varianta B je ve své podstatě tak, jak je nyní navržena a má stavební povolení, novostavbou.
Z důvodu požadované zatížitelnosti mostu (nepříznivý vliv kombinace pozemní a tramvajové dopravy na podélně dělené konstrukci), by bylo třeba zvýšit únosnost betonových oblouků. Jak už bylo zmíněno, možnost využít pevnostní tlakovou injektáž se ukázala jako nereálná. Konstrukční zesílení oblouků bez zásahu do jejich tvaru je tedy možné pouze shora v rámci objemu násypu nad nimi, jehož mocnost je rozdílná – nad vrcholy oblouků pouze v řádu několika decimetrů. Varianta zesílení je v daném uspořádání velmi obtížně řešitelná.
Možnost sanace železobetonových částí je zásadně limitována vysokou koncentrací chloridových iontů (Cl–) v betonu, která lokálně dosahovala dle průzkumů v roce 1992 1,74 %, ale podle dalších zjištění v roce 2001 již 4,69 %. U betonu je dle autorů provedených diagnostických průzkumů lokálně podezření na alkalickou reakci kameniva a současně i jeho velmi nízkou mrazuvzdornost (z testů lze odvodit méně než T25). V roce 2001 byl lokálně zaznamenán úbytek profilu ocelové výztuže 20 % (rámové konstrukce předpolí).
Technologie sanace železobetonu je založena na významném zpomalení progresivního rozvoje korozního trendu ocelové výztuže. Toho lze do určité míry dosáhnout zastavením transferu reagentů do konstrukce – zde především kyslíku, který je v betonu ve formě vlhkosti vody a pórových roztoků.
Pasivace koroze výztuže alkalitou betonu je u takto starého objektu s uvedenými technologickými nedostatky v jeho hutnosti a poloze výztuže velmi obtížná a reálně prakticky neproveditelná. Vyztužené části navíc mohou obsahovat vysoké koncentrace chloridů, které korozi oceli významně podporují, přičemž alkalita betonu tomuto typu koroze oceli nijak účinně nebrání.
Realkalizace betonu stejně jako dramatické snížení obsahu chloridových iontů v něm je sice elektrochemickými postupy teoreticky popisovaná, avšak prakticky na konstrukci této velikosti neproveditelná.
Chloridy jsou rozpustné vodou, takže do jisté míry je možné je z betonu i vypláchnout. Tento mechanismus byl zaznamenán u řady objektů (mosty, podlahy a nosné konstrukce garáží apod.), kde byla zjištěna v různém čase jejich rozdílná koncentrace, a to nejen vyšší směrem k povrchu, což by odpovídalo kumulativnímu charakteru procesu jejich vnikání do betonu, ale i naopak, což ukazuje právě na určitou sezónní možnost jejich zpětného vyplavování ven.
Varianta použití bariérové ochranné vrstvy na povrchu betonu je limitována vzhledem (struktura a barevnost materiálu), ale i jeho difuzními parametry pro vodní páru, CO2 a vodu. Technicky i esteticky reálnějším řešením by zde bylo použití bezbarvých hydrofobních systémů, i když s časově kratší a poněkud nižší účinností. Jejich efektivita hodnocená např. zadržením Cl– dosahuje u správně aplikovaných kvalitních materiálových systémů až 90 %.
Alkalickou reakci kameniva je rovněž v rané fázi teoreticky možno tlumit ochranou konstrukce proti vodě a vlhkosti, avšak prakticky je krajně obtížné ji řešit ve větším rozsahu, neboť její výskyt může souviset s použitím vytěženého říčního štěrkopísku, který jistě mohl obsahovat proměnné množství nevhodných minerálů.
Skutečně nulová reversibilita je u koroze ocelové výztuže, zejména při lokálních úbytcích v řádu desítek procent průřezu. Konvenční sanační technologie počítají s odstraněním vrstvy korozních zplodin, lokální pasivací a reprofilací, což nutně vede k náhradě minimálně části betonu.
Protikorozní ochrana výztuže migrujícími inhibitory v betonu je spíše hypotézou, která stěží obstojí i teoreticky, její praktický přínos, je-li jaký, je zase spíše zanedbatelný.
Návrh sanačního postupu takového objektu je za daných okolností v kontextu běžně očekávané trvanlivosti velmi obtížně zvládnutelný úkol. Postupovat dle varianty A tedy bohužel znamená uvědomit si řadu úskalí. Z hlediska výhledu na životnost je nutno realisticky specifikovat cíle a uvědomit si velmi omezené možností konvenčních postupů i značné riziko neúspěchu.

Závěr

Sanace betonových konstrukcí, tak jak je běžně chápána a prováděna, není postupem významně šetrným k zachování autentického materiálu – betonu ani původního vzhledu konstrukcí. Jejím cílem je především technické zachování a prodloužení funkční životnosti sanovaných konstrukcí, tzn. jejich užitných, nikoli dominantně vizuálních parametrů.
Pro historické objekty je zřejmě příhodnější konzervátorský přístup, jehož možnosti i výsledky však často mohou být v rozporu s požadovanými konečnými užitnými parametry, když se snaží o uchování autentického materiálu a vzhledu.
Stávající betonový most se všemi zjištěnými vadami plní svou funkci již 88 let a významně se tedy blíží dnešní návrhové životnosti nových mostních konstrukcí (100 let).
Libeňský most je jistě z mnoha hledisek významnou a hodnotnou stavbou, která bohužel z koncepce své materiálové podstaty (zejména u rámových konstrukcí) nemá podobnou rezervu trvanlivosti jako třeba obloukové mosty kamenné, i když i jejich kvádry je někdy nutno měnit častěji, než bychom si rádi připustili.
Sanace objektu pravděpodobně do určité míry možná je, avšak záleží nyní na společenské objednávce, jestli bude jeho hodnota oceněna natolik, aby bylo k jeho záchraně možno vynaložit nemalé a z "ekonomického hlediska” pravděpodobně stěží návratné prostředky. Při tomto rozhodování bude mj. důležité správně vážit přiměřený způsob provozování a požadovanou výhledovou životnost konstrukce.

Literatura: 1) FISCHER, J., O. FISCHER. Pražské mosty. Praha: Academia, vydavatelství ČSAV. 2) MÍČKA, T. Libeňský most přes Vltavu v Praze – Posouzení stavu pro Libeňské soumostí, 1. etapa. Pontex, s. r. o., 2019. 3) TEJ, P., J. KOLÍSKO, V. VACEK, P. BOUŠKA. Expertní zpráva Libeňský most, Praha 7 a 8, č. a. 999 984, Analýza a posouzení současného technického stavu soumostí a možností oprav či výstavby nového mostu na základě předložených diagnostických prohlídek a projektové dokumentace, ČVUT v Praze, Kloknerův ústav, 17. 12. 2015.

Aktuálně k situaci Stav a možnosti sanace Libeňského mostu přes Vltavu jsou v současnosti jednou z nejžhavějších stavebních kauz u nás. Náš článek nezahrnuje poslední sledování a posuzování mostu z loňského roku, na která letos navázala další měření a hodnocení. V jejich průběhu byl zjištěn havarijní stav železobetonové rámové konstrukce na libeňském břehu a 18. 1. bylo rozhodnuto most neprodleně uzavřít pro dopravu. 31. ledna byla vydána velmi podrobná a obsáhlá Expertní zpráva č. 1700 J 019-01 ke zhodnocení stavu mostu a možností dalšího postupu, zpracovaná týmem vedeným odborníky Kloknerova ústavu ČVUT v Praze (plné znění zde: http://data.netmonitor.cz/data/docs/kAekNneK/Klokneruv_ustav-Souhrnna_zp...). Po provizorním podepření se 3. 3. na most vrátila tramvajová a s omezením i automobilová doprava. Ministerstvo kultury i s přihlédnutím k zmíněné zprávě 16. 2. 2018 rozhodlo, že most neprohlásí za kulturní památku, neboť nezbytná rekonstrukce je neslučitelná se zachováním hmotné podstaty a autenticity původní konstrukce. Zároveň MK uznalo architektonickou hodnotu mostu a navrhuje její zachování formou kopie původního tvarosloví. (Kompletní znění rozhodnutí MK je např. na webu Klubu za starou Prahu www.zastarouprahu.cz.) Rozhodnutí o tom, zda konstrukci nahradit zcela novým mostem, nebo ji opravit, je v rukou vlastníka objektu, jímž je hlavní město Praha, a rozhodnutí by mělo padnout během března. Nadále přetrvává spor mezi zastánci různých variant řešení – rekonstrukce (která by však de facto ve značné míře byla vybudováním kopie), nebo demolice a nové stavby. Cenné pohledové architektonické části mostu jsou poměrně zachovalé s výjimkou schodišť, která by musela být v každém případě nahrazena kopiemi. Silně poškozené části konstrukce nejsou pohledově exponované a jejich kompletní nahrazení by tedy nemělo na vzhled mostu zásadní vliv. Očekávaná delší životnost a jednodušší údržba jsou zase argumenty pro stavbu nového mostu. Varianta demolice mostu a stavby nové konstrukce na stávajících pilířích se ukazuje jako nereálná vzhledem k jejich nedostatečné únosnosti pro vyšší zatížení. To znamená, že v současnosti schválené projekční řešení, které počítá s kompletní demolicí šesti konstrukcí soumostí s výjimkou pilířů hlavního mostu přes Vltavu a s výstavbou čtyř nových mostních objektů rozšířených z 21 m na 26, je zřejmě nereálné a bude potřeba ho po technické stránce revidovat. Další postup je tedy na pražském zastupitelstvu. Při rozhodování bude hrát roli řada faktorů – kulturní hodnota, funkčnost, náročnost na budoucí údržbu, strategické aspekty (funkce při povodni) atd. a zastupitelé budou muset prokázat schopnost uvažovat strategicky i s ohledem na budoucí dopravní a urbanistický význam mostu.