Přemístění historického mostu Podolsko - Stádlec

Odborná terminologie tohoto článku odpovídá době realizace projektu přemístění řetězového mostu do Stádlece.

Vypracování studie přemístění a poté i jednostupňového projektu bylo svěřeno Hutnímu projektu v Praze. Současně s pracemi na studii nového umístění byl most převezen ze skládky v Podolsku na staveniště ve Stádleci. Kovové díly byly uloženy do krytého skladu, čištěny a konzervovány. Barva na kamenných kvádrech však byla v některých případech velmi špatně čitelná nebo vůbec neznatelná - čísla na kvádrech byla sice obnovena, ovšem docházelo k omylům, zvláště u čísel římských, což při opětném sestavování jak v projektu, tak při samotné stavbě způsobilo dost potíží.
Při podrobné inventarizaci materiálu byl přesně změřen tvar, vykreslen a spočítán počet železných částí i kamenných kvádrů. Bylo zjištěno, že mnohé železné části jsou poškozeny nebo scházejí, pouze články řetězu byly v plném počtu.

¤ Dokončení montáže řetězů a stavba kamenných pylonů

Popis konstrukce

Hlavní nosnou konstrukcí mostu jsou čtyři řetězy, uspořádané do dvou dvojic. Ve dvojici jsou řetězy nad sebou ve svislé rozteči 430 mm. Řetězy jsou uloženy pomocí horního - většího a dolního - menšího železného kruhového segmentu, sloužícího jako kluzné ložisko, na dvou kamenných pylonech - branách, s půdorysnými rozměry 4000x9000 mm a vysokých nad vozovkou 10 000 mm. Na koncích jsou ukotveny do koncových čepů - válců o průměru 105 mm a délky 1110 mm, uložených v hácích osmi železných kotevních desek, z nichž každá váží 2,3 t. Tyto desky jsou součástí kotevních bloků dříve na Podolsku kamenných, nyní ve Stádleci železobetonových s kamenným obložením a omítkou; jejich vlastní hmotnost bezpečně přenáší celou kotevní sílu.
Každý článek řetězu se skládá ze šesti lamel 105x16 mm, na koncích opatřených oky pro spojovací čepy délky mezi středy ok 3160 mm. Články řetězu na železných segmentech v pylonech jsou dlouhé jen 450 mm. Čepy řetězu - válce o průměru 53 mm a délky 261 mm jsou na obou koncích opatřeny drážkami hlubokými 6 mm, do nichž byly zapuštěny ve žhavém stavu kovářským způsobem zajišťovací kroužky. Na středy čepů mezi lamelovými pláty, střídavě vždy na horní a dolní řetěz, jsou navlečeny závěsy 32x26 mm různých délek, na dolním konci opatřených závity zvláštními maticemi a nosnými stoličkami, na nichž visí dřevěná mostovka. Delší závěsy 2500 mm, které se vyskytují poblíž pylonů, jsou ze dvou částí, navzájem spojených malým řetězovým článkem se šrouby o průměru 30 mm.

¤ Pohled na most

Dřevěná mostovka je složena z dubových příčníků 140x260 mm, které jsou ve dvojicích uloženy na nosných stoličkách závěsů. Na příčnících je uloženo sedm podélníků 220x240 mm, na kterých leží mostiny 160x160 mm, do nichž je na krajích pomocí zářezu zapuštěn obrubník 160x220 mm - vše ze smrkového dřeva. Příčníky, podélníky a obrubníky jsou navzájem střídavě staženy šrouby o průměru 20 mm se zapuštěnou čtvercovou hlavou i čtvercovou maticí.
Sloupky zábradlí jsou tvořeny páskovým železem 25x10 mm, na dolním konci rozvětveným v patku a v horní části s otvory na provlečení výplně zábradlí. Sloupky jsou situovány vždy uprostřed mezi závěsy a jsou připevněny za patky k obrubníkům kovaným hřeby. Výplň zábradlí tvoří čtyři dráty o průměru 8 mm tažené mezi pylony, provlékané otvory ve sloupcích a pomocí ok připevněné i k závěsům. Ke středu rozpětí mostu, kde se nosné řetězy přibližují k dřevěné mostovce, se počet drátů výplně postupně zmenšuje až na jeden.
Šířka mostu mezi osami řetězů a závěsů je 6400 mm, světlá délka mezi vnitřními líci pylonů 86 260 mm a celková délka mostu 147 160 mm. Hmotnost železných částí mostu je 102,65 t celkový objem dřevěné mostovky 162 m3.

¤ Detail pylonu s vnitřní ocelovou konstrukcí

Práce na studii

Obvyklý postup navrhování: pro danou překážku a dané dopravní parametry projektant vytváří nový most. V případě přemístění mostu z Podolska měl projektant nejen údolí, ale i hotový most (historicko-technickou památku zafixovanou ve vědomí veřejnosti), který musel s údolím skloubit tak, aby působil esteticky co nejvěrněji, aby vyhověl všem přísným požadavkům památkáře, a aby mohl být využíván i dopravně. Údolí Lužnice má však jiný charakter než údolí Vltavy u Podolska. Je mnohem užší a sevřenější, takže kolmý přechod řeky nebyl možný, protože by vyžadoval při napojení na silnici Stádlec - Dobřejice příliš velké zemní úpravy na obou březích.
Trasa zde původně přecházela řeku brodem a přívozem, což nebýval v odloučených končinách výjimečný případ. Asi devadesát metrů pod brodem je starý jez bývalého mlýna na pravém břehu. Řetězový most celkové délky 147 160 mm byl umístěn šikmo asi v poloviční vzdálenosti mezi brodem a jezem tak, aby navázání na silnici bylo na obou březích co nejjednodušší.
S úkolem vsadit most do údolí těsně souviselo obtížné určení výšky jeho nivelety, protože na žádném vodohospodářském úřadě nebyly k dispozici záznamy o výšce stoleté vody. Otázka byla tedy řešena místním šetřením u starousedlíků - majitelů okolních obydlí a zaměstnanců přívozu. Rozhodující údaje poskytla povodeň v roce 1890 a plující ledová tříšť v roce 1964. Označená místa byla nivelována a s ohledem na konstrukční výšku vozovky a rezervu asi 1500 mm byla určena niveleta na kótě +374,0 m.
Studie byla ukončena v červenci 1970, byla schválena a posloužila také jako situační podklad pro geologický průzkum v listopadu 1970.

¤ Postup montáže řetězu - půdorys

¤ Příčný řez středem mostu

Projekt současně se stavbou

Stavba byla zahájena 15. února 1971 přípravou staveniště. Na podzim roku 1971 se konal v Praze XIV. Světový silniční kongres. Na něm měla být návštěvníkům, jako chlouba československého stavebnictví, prezentována unikátní ukázka záchrany technického díla. Proto bylo od projektanta i dodavatele stavby vyžadováno maximální urychlení prací, aby prohlídka byla možná ve fázi montáže vlastního řetězu. Výsledkem bylo etapové předávání dokumentace a současně s projektovými pracemi již probíhaly i počáteční fáze stavebních prací.
Založení pylonů na základě geologického průzkumu bylo navrženo na pilotách, protože v určených místech se vyskytly náplavy mocnosti 4000 až 5000 mm. Čtyřicet železobetonových pilot pod každým pylonem mělo čtvercový průřez 350x35 mm, délku 6000 mm, ocelový břit a zesílenou výztuž hlavy. Na betonovém základě měl být postaven pylon z připravovaných a očíslovaných kamenů.
Kamenné pylony v původní formě byly vyskládány z kamenných kvádrů spojovaných železnými kotvami zalévanými olovem a v horní části bylo kamenné zdivo ještě jištěno železnými kleštinami. Nová výstavba si takový postup nemohla dovolit. V projektu bylo předpokládáno naskládání kvádrů po obvodě pylonu, vyplnění vnitřku betonem a v místě uložení řetězů v hlavě železobetonem. I tento způsob se však jevil zdlouhavý, a proto bylo dodatkem navrženo postavit do jádra pylonů ocelové branky, na nichž by mohly být zavěšeny nosné řetězy časově nezávisle na rychlosti zdění kamenného pylonu. Původního cíle zkrácení doby výstavby nebylo dosaženo, ale nový stavební postup byl zúčastněnými uvítán a realizován, protože umožňoval v maximální míře časovou volnost a nenávaznost mezi HM Ostrava a SSaŽ Praha.

¤ Jeden z řetězů při montáži spadl do zamrzlé Lužnice

Kotevní bloky na rozdíl od zcela kamenných v Podolsku byly vytvořeny jako masivní betonové bloky se vstupní šachtou do komory v zadní části, kde jsou zakotveny nosné řetězy. Pouze horní část bloků nad silnicí a budoucím terénem byla navržena obezděná lomovým kamenem s omítkou a překryta původními kamennými deskami. Založení kotevních bloků bylo předpokládáno na obou březích ve skalním podloží do výkopu. Ještě při zpracování prováděcího projektu byla na žádost památkářů více nakolměna trasa mostu vzhledem k toku Lužnice, čímž došlo k posunu na obou březích o několik metrů. Ukázalo se, jak takový posun v blízkosti řeky může podstatně změnit základové poměry. Při otevírání stavební jámy na pravém břehu bylo podloží naplavenin tak hluboké, že bylo nutné kotevní blok založit jako pylony na pilotách. Použilo se dalších 23 pilot profilu 300x300 mm, dlouhých 8000 mm. Stavba bloků probíhala ve dvou etapách. V první etapě byla postavena dolní část bloků s kotevní komorou a rýhou pro vedení řetězů, pak byly osazeny železné kotevní desky, smontovány nosné řetězy a jen potom se mohlo přistoupit k etapě druhé, tj. k uzavření rýhy pro řetězy, zakrytí kotevní komory stropní deskou a dostavění bloků do plné výšky. Pylony jsou s kotevními bloky na obou březích spojeny dvěma železobetonovými trámy profilu 600x1000 mm, které nesou boční kamenné zdi silnice, ale zároveň rozpěrným účinkem zlepšují statické působení kotevní soustavy. Přípojka na levém břehu za kotevním blokem v půdorysném oblouku prochází hlubokým odřezem a svah musel být zajištěn vysokou a nákladnou opěrnou zdí.
Obtížným úkolem bylo stanovit přesný geometrický tvar řetězů, který závisel nejenom na vypnutí, ale také na délce jednotlivých závěsů vozovky, která musí mít plynulý tvar s mírným nadvýšením ve středu rozpětí. Zaměření mostu před jeho rozebíráním zachytilo pouze délkové kóty a výšky kamenných pylonů a kotevních bloků, ale řetěz kromě koncového kotevního čepu nebyl výškově zaměřen. Úloha byla ztížena tím, že z 218 závěsů jich nakonec 13 zcela chybělo a 27 bylo poškozeno. Ve snaze použít nový materiál co nejméně, byly poškozené závěsy upraveny na kratší a na jejich místo vloženy závěsy vyrobené z dnešní oceli 11 373. Přelomené závěsy byly opraveny původní technologií, tj. kovářským svarem na přeplátování.
Geometrický tvar řetězů byl stanoven postupným přibližováním na takový konečný tvar, že při rozpětí krajních ok na ložiscích 88 714 mm byl průvěs horního řetězu bez zatížení mostovkou 5917 mm. To znamenalo pro mostovku ve středu rozpětí nadvýšení oproti mostovce u pylonů 560 mm. Velkým otazníkem však stále ještě zůstávalo, k jak velkému protažení řetězu a tím i ke snížení mostovky dojde dosednutím ok řetězu na spojovacích čepech. Řetězy se montovaly opačným postupem než probíhala demontáž na Podolsku, ovšem složitějším pomocným zařízením. Mezi kamennými pylony a kotevními bloky byly na obou březích postaveny montážní kozy vysoké 19 800 mm, na nichž byly posazeny skříňové horní zasouvací dráhy, jejichž horní hrana byla asi 8000 mm nad ložiskovými segmenty na pylonech. Těsně za kotevními bloky byly situovány rošty pro napínací elektrické vrátky a dolní zasouvací dráhy. Řetěz byl sestavován na montážní plošině pod pravobřežní kozou, hotová část se postupně pomocí lana o průměru 42,5 mm přetahovala nad řeku k levobřežnímu pylonu. Přitom bylo dbáno, aby průvěs lana řetězu byl vždy alespoň 6500 mm, což zaručovalo nepřekročení největší napínací síly v nosném laně 400 kN. Po přetažení řetězu v celé délce mezi pylony byl řetěz na pravobřežní koze nadzdvižen a pak na všech čtyřech zasouvacích drahách příčně posunut na místo uložení. Následovalo spojení s krajními částmi řetězů vedoucími do kotevních bloků, vyrektifikování, spuštění na ložiska, další vyrektifikování a definitivní zakotvení v kotevní komoře. Nejprve byl vždy namontován dolní a pak horní řetěz, protože závěsy zavěšené na čepech horního řetězu musely být provlékány otvory v dolním řetězu, což vyžadovalo poměrně velkou pečlivost a pracnost. Řetěz zavěšený na nosném laně se dopínal pomocí kratšího lana stejného profilu, uchyceného třecím spojem ze sedmi segmentových lamelových svorek, vyložených ferodem a stažených vysokopevnostními šrouby průměru 20 mm.
Při montáži jednoho ze čtyř řetězů došlo k prokluzu dopínacího lana sevřeného lamelovými svorkami, což bylo v zimním období a uvolněný řetěz spadl do zamrzlé řeky Lužnice. Některé lamely a závěsy byly zohýbány a zlámány. Příčinou prokluzu, jak se poté zjistilo, bylo použití normálních (černých) šroubů, místo šroubů vysokopevnostních, které neměly požadovanou svěrnou sílu.
S pečlivostí příslušnou historickému dílu byla zkoumána otázka nátěrů. Povrch železných částí vykazoval mnohem menší korozi, než by se očekávalo od sto dvacet let staré stavby. To je možné vysvětlit vlastnostmi železa při tehdejším způsobu výroby a zpracování, ale také poměrně velkou tloušťkou opakovaných nátěrů. Přímá písemná zmínka o nátěru mostu nebyla nalezena, ale v Allgemeine Bauzeitung ročník 1844 v článku, který se týká otevření mostu v Poděbradech v roce 1842, se píše, že všechen železný materiál i dřevo na mostě bylo natřeno grafitem smíšeným s kamenouhelným dehtem. Ke spolupráci byl přizván Státní výzkumný ústav ochrany materiálu G. V. Skinova, který doporučil očištění škrabkou a odmaštění trichlóretylénem, nanesení základního nátěru suříkovou barvou 02002 v jedné vrstvě a dvou vrstev fermežovou barvou 02013, tedy klasický nátěr, kterého se používá v současné době. Všechny nátěry byly provedeny ještě před montáží, což částečně zkomplikovalo montáž. V části řetězu mezi pylony, kde je na každém čepu ve středu navlečen závěs, je nasunuto z každé strany šest článků řetězu. To znamená, že se na čepu stýká celkem 26 ploch. Při pečlivě provedeném nátěru, který na některých článcích byl tlustší než 0,3 mm, to znamenalo zvětšení tloušťky celého svazku na čepu o 5 až 10 mm; tak se stalo, že čep řetězu byl krátký a nebylo možno do jeho drážky zasunout zajišťovací kroužek. Proto byly vrstvy vrchní fermežové barvy z vnitřních styčných ploch odstraněny a ponechán pouze suříkový základ.

¤ Montáž prvního ze čtyř řetězů

Materiálové zkoušky a posouzení zatížitelnosti

Znovupostavený most z Podolska byl ve Stádleci budován také pro praktické využití. Ovšem hned na počátku bylo zřejmé, že míra užívání bude mít své limity s ohledem na materiál a dimenze. Most je vyroben ze svářkového železa. Jaké jsou jeho vlastnosti byla otázka, protože teprve 40 let po postavení tohoto mostu (v roce 1887) byla rakouským mostním řádem poprvé úředně formulována charakteristika svářkového železa pro mosty. Dodržení těchto požadavků bylo závislé nejen na způsobu výroby v huti, ale i na jakosti rudy. K získání dokonalého obrazu pro výpočet byly ze všech nosných železných částí mostu odebrány vzorky a podrobeny laboratorním zkouškám ve Výzkumném ústavu železničním v Praze.
Z tab. 1 je zřejmé, že požadovanému kritériu nevyhověl hlavní kotevní čep. Lze usoudit, že pokles meze kluzu i pevnosti je způsoben nízkým obsahem křemíku. Prvky mostu mají jeden způsob namáhání - buď tah nebo smyk, jen u hlavního kotevního čepu je namáhání smykové kombinované s ohybem. Již při rozebírání mostu v Podolsku bylo zjištěno, že dva hlavní čepy jsou prasklé a dva ohnuté. Metalografický rozbor odhalil u hlavního čepu strukturální závadu - trhliny po obvodu feritických zrn. Zkouška vrubové houževnatosti potvrdila malou odolnost proti rázovému namáhání. To vše vedlo k návrhu vyměnit všechny ostatní hlavní čepy (celkem osm kusů) a nahradit je novými z oceli 11 700.0. Navíc byla vykonána tahová zkouška závěsu s maticí, kde došlo k porušení v závitu šroubu při zatížení 170 kN a napětí σpt = 494 MPa, a dále tahová zkouška sestavy tří článků řetězu spojených čepem, kde se roztrhlo oko článku řetězu ve směru podélné osy při tahu 620 kN, přičemž čep zůstal neporušen. Z celkové hmotnosti železných částí mostu 102,65 t je nového materiálu 14,10 t, tedy 13,8 %.
Statický přepočet zatížitelnosti byl proveden podle oborové normy ON 73 6220 Správa a údržba mostů na dálnicích, silnicích a místních komunikacích, platné od 1. 10. 1965. Přepočet vycházel z dovoleného namáhání svářkového železa kz = 140 MPa. Z tab. 2 a 3 je zřejmé, že nejslabším původním prvkem mostu je čep řetězu a u dřevěné mostovky příčník. S ohledem na jejich únosnost a zatížitelnost byla připravena zatěžkávací zkouška. Ze statického výpočtu vyplývá, že převážná část únosnosti je spotřebována na vlastní hmotnost a pouze 7,27 % únosnosti zbývá na užitné zatížení. Pro normální zatížitelnost bylo zatěžováno jedním proudem vozidel o 15,13 t. Zatížitelnost byla podél celého mostu rozložena jako rovnoměrné zatížení, a to v poloze symetrické v podélné ose mostu a v poloze nesymetrické těsně u jednoho řetězu. Pro výhradní zatížitelnost bylo zatěžováno nákladním autem o hmotnosti 5,7 t ve čtyřech polohách v polovině a ve čtvrtině rozpětí vždy v poloze symetrické a nesymetrické.
Znovuvybudování mostu stálo 11 837 000 Kčs. Generálním dodavatelem stavby, který provedl úpravu přilehlých úseků silnic, zemní práce a stavbu levobřežní opěrné zdi, byly Silnice, n.p., České Budějovice, závod Písek. Kamenné pylony a kotevní bloky postavil n.p. Stavby silnic a železnic Praha, závod 2, železnou konstrukci mostu smontoval n.p. Hutní montáže Ostrava, montáž dřevěné mostovky zajistil Okresní stavební podnik Tábor. Stavba byla ukončena 25. 5. 1975 slavnostním vložením pamětního kamene do pravobřežního pylonu.

Konstrukční část	Mez pevnosti [Mpa]	Mez kluzu [MPa]	Tvrdost HB	Chemické složení [%]
				C	Mn	Si	P	S
Čep řetězu	375	259	136	stopy	0,06	0,18	0,31	0,011
Článek řetězu	379	268	129	stopy	0,07	0,21	0,30	0,009
Závěs mostovky	385	299	119,5	0,02	stopy	0,25	0,2	0,003
Hlavní čep kotevní	331	196	117	0,02	0,11	0,09	0,17	0,005
Kritéria pro svářkové železo - udávané v literatuře	nad 340	min 230	-	0,03 až 0,09	0,02 až 0,08	0,20	0,10 až 0,50	max. 0,050

¤ Tab. 1. Výsledky zkoušek původního materiálu a chemický rozbor

Prvek		Normální zatížitelnost [kN]	Výhradní zatížení [kN]	Výjimečná zatížení [kN]	Napětí za výjimečné zatížitelnosti [MPa]	Dovolené namáhání [MPa]
Táhlo		104,6	247,9	451,18	243,7	140
Spojka táhla		148,7	352,3	641,2	246,6	140
Šroub spojky	Otlačení	110,9	262,7	478,1	341,9	1,4.kz = 96
	Smyk	112,1	265,6	483,4	146,6	0,6.kz = 84
Řetěz tah		65,73	394,19	717,4	183,4	140
Čep řetězu	Otlačení	8,50	50,8	92,4	192,8	1,3.kz = 182
	Smyk	143,48	Únosnost je mnohem větší - rozhoduje otlačení

¤ Tab. 2. Zatížitelnost původních částí mostu

¤ Tab. 3. Zatížitelnost dřevěné mostovky

Autor článku děkuje všem bývalým kolegům v tehdejším Hutním projektu Praha za spolupráci. Jmenovitě Ing. Josefu Zemanovi; skupině geologického průzkumu v dané lokalitě, vedené Ing. Charvátem; skupině Ing. Znamenáčka, která zpracovávala projekt základů a kamenného obložení pylonů; skupině geometrů vedené Ing. Jaroslavem Křížkem; Ing. Miladě Wolfové, projektantce přilehlých úseků silnice, všem kolegům ocelářům, Ing. Karlu Kocourkovi, který projektoval dřevěnou mostovku a Ing. Ivanu Divíškovi, který pomáhal zpracovat inventarizaci všech kovových prvků.

Podolský resp. stádlecký most byl slavnostně otevřen celkem třikrát. Roku 1848 při uvedení do provozu, roku 1974 po jeho přemístění a naposledy v roce 2006, kdy byl most rekonstruován a dočkal se například nové dubové mostovky.

Národní kulturní památka ŘETĚZOVÝ MOST STÁDLEC
MOST PŘES VLTAVU U OBCE PODOLSKO POSTAVIL VOJTĚCH LANNA V LETECH 1847-48 PODLE NÁVRHU ING. BEDŘICHA SCHNIRCHA. VE SPOLUPRÁCI PODNIKŮ SILNICE ČESKÉ BUDĚJOVICE, HUTNÍ MONTÁŽE OSTRAVA A STAVBY SILNIC A ŽELEZNIC BYL MOST V LETECH 1971-75 PŘENESEN NA TOTO MÍSTO. V R. 1989 BYL PROHLÁŠEN NÁRODNÍ KULTURNÍ PAMÁTKOU.
TUTO DESKU OSADILA ČESKÁ KOMORA AUTORIZOVANÝCH INŽENÝRŮ A TECHNIKŮ V R. 2006