Perspektivní vyobrazení návrhu přemostění řeky Vltavy u Hladné s železobetonovými pylony
Velkým dluhem silniční sítě jižních Čech je dodnes nerealizované přemostění řeky Vltavy u Hladné. Nutnost nejen místních obyvatel využívat dlouhých objížděk k překonání řeky Vltavy brání rozvoji celé oblasti. Obyvatelé tohoto kraje, návštěvníci a turisté tak musí k překročení Vltavy použít mosty v Podolsku nebo v Týně nad Vltavou. Na toku Vltavy tak v délce 23 km není přemostění, které brání i místním podnikatelům ve větším rozvoji. Asi uprostřed, poněkud blíže k Týnu nad Vltavou, bylo v minulosti připravováno přemostění, které by v případě realizace konstrukce navržené Ing. Josefem Zemanem představovalo po Žďákovském mostě další unikátní využití ocelové konstrukce pro přemostění Vltavy. Ing. Josef Zeman se narodil 19. března 1922 a v roce 2022 si tak připomínáme 100 let od jeho narození. Zároveň uplyne 55 let od zprovoznění Žďákovského mostu, jehož přípravě a výstavbě podřídil neuvěřitelných 16 let svého života.
Rád bych tímto článkem připomněl výročí narození vynikajícího československého odborníka na ocelové konstrukce. 55. výročí uvedení Žďákovského mostu do provozu připomene výstava realizovaná Muzeem silnic ve Vikýřovicích. Zde bude mimo přípravu a výstavbu vlastního Žďákovského mostu připomenuto i mnoho odborníků v čele s Ing. Josefem Zemanem a Ing. Dr. Ladislavem Pacholíkem, kteří se nejvíce o Žďákovský most zasloužili.
V tomto článku bych chtěl připomenout osobnost Ing. Josefa Zemana na nerealizované, ale v mnoha ohledech do dnešní doby unikátní konstrukci obloukového mostu, který projektoval u obce Hladná přes řeku Vltavu.
MOSTY V ORLICKÉ ZDRŽI
V rámci investiční akce „Mosty v Orlické zdrži“ připravované souběžně s přípravou stavby Orlické přehrady probíhal nejen mezi projektanty boj o konstrukce jednotlivých přemostění. Most v Podolsku již stál a vlivem zvýšení maximální hladiny Orlické přehrady z 335 m n. m. na 354 m n. m. bylo potřeba jeho spodní část dodatečně zaizolovat. Další přemostění mělo být u Zvíkova. Zde měly dva mosty překonávat Vltavu a Otavu. Josef Zeman navrhnul dva ocelové mosty. Otavu měl překovávat obloukový most o rozpětí oblouku 164 m a celkové délce 268 m. Vltavu most s obloukem o rozpětí 179 m a celkové délce asi 315 m.
NAKONEC ZVÍTĚZILO ŽELEZOBETONOVÉ ŘEŠENÍ
Ve stejné době Zeman obstál se svým návrhem ocelové konstrukce Žďákovského mostu, které tohoto vynikajícího projektanta ocelových konstrukcí učinilo téměř nesmrtelným. A zároveň se začal podrobně zabývat návrhy dalšího přemostění Vltavy připravovaného souběžně s přípravou stavby Orlické přehrady.
U obce Hladná se od roku 1941 tyčily k nebi železobetonové konstrukce mostní opěry a jednoho pilíře. Snaha o vybudování přemostění původně počítala s využitím ocelové konstrukce původně určené pro Rumunsko. Ta ale po okupaci zůstala zablokovaná v nově vzniklém Protektorátu. Běžná hladina řeky Vltavy u Hladné dosahovala výšky asi 344 metrů nad mořem. Pokud by se stavěla Orlická přehrada podle původního plánu Ministerstva veřejných prací z roku 1930 dosahovala by hladina maximální výšky 335 m n. m. Nijak by tedy hladinu Vltavy u Hladné neovlivňovala. Změnou výšky maximální zátopy z 335 m n. m. na 354 m n. m. došlo ke zvýšení hladiny Vltavy u Hladné přibližně o 10 metrů.
Jako první se začaly projektovat u Hladné dvě železobetonové konstrukce nového silničního mostu. Jednalo se o moderní konstrukci trámového mostu z předpjatého betonu a dále o železobetonový obloukový most. Odhad ceny trámového mostu se pohyboval okolo 13 mil. tehdejších korun. Obloukový most byl levnější asi o 2,5 mil. korun.
DVĚ VARIANTY PŘEMOSTĚNÍ
V roce 1955 vypracoval Josef Zeman dvě varianty přemostění řeky Vltavy u Hladné. Zcela vyloučil možnost využití již postavených železobetonových částí původně zvažovaného přemostění.
Od ostatních uvažovaných přemostění Orlické zdrže se lišilo plánované přemostění u Hladné mnohem obvyklejšími rozměry, mírnějšími svahy i menší hloubkou. Na rozdíl od přemostění Vltavy i Otavy u Zvíkova, kde konfigurace terénu dává přirozené podmínky jedině pro koncepci obloukovou, poskytuje údolí u Hladné téměř vyrovnané podmínky pro konstrukci mostu obloukovou, tak i trámovou.
Pro řešení obloukové je zde k dispozici dostatek konstruktivní výšky (vzepětí oblouku vychází na 21 m při jeho rozpětí 130 m). Konstrukce tak překlene celé jezero zdrže široké zde přibližně 125 m. Možnou nevýhodou jsou poněkud dlouhá přemostění nad nízkými bočními svahy údolí.
Vzhledem k poměrně plochým úbočím je zde výhodné i řešení přemostění konstrukcí trámovou, které vyžaduje při rozpětí středního pole 90 m dvou železobetonových pilířů výšky 25 a 30 m, postavených mimo tehdejší řečiště Vltavy. Později by pilíře byly mírně zatopeny vzdutou vodou přehrady.
Malá asymetrie (na levém břehu by bylo o jedno krátké krajní pole více) není při rozměrech díla vzhledově na překážku, zvláště když hlavní pole je vůči překračované zátopě umístěno zcela symetricky.
Projekt trámové spojité konstrukce (23–23–50–90–50–23 – celkem 259 m) nepředstavuje žádné neobvyklé řešení. Proměnná výška spojitého plnostěnného trámu vychází při normálních dvou hlavních nosnících nad železobetonovými pilíři na 5 m, uprostřed hlavního pole přibližně na 2,8 m. Jednotlivé díly ocelové konstrukce měly být spojeny nýtováním.
Projekt obloukové konstrukce představoval obvyklé řešení. Zvláštností konstrukce bylo navržení oblouku mostu bez obvyklého zavětrování ze samostatných obloukových žeber spojených pouze ve střední vrcholové části 3 rámovými ztužidly. To bylo umožněno střízlivým rozpětím a vetknutím oblouků, které dává příznivější poměry konstrukci ve vzpěru. Ziskem tohoto řešení je elegantní působení moderní ocelové konstrukce z uzavřených průřezů a celistvých hladkých ploch. Celá mostní konstrukce měla být svařovaná.
Z hlediska možnosti budování tohoto přemostění až po zatopení údolí vzdutou vodou přehrady není třeba očekávat nějaké zvláštní obtíže a obě alternativy lze montovat letmo bez jakéhokoliv zásahu do zatopeného prostoru. Je však pochopitelné, že pro alternativu trámovou by bylo výhodnější vybudovat alespoň základy a dolní partie obou pilířů ještě před naplněním přehrady vodou.
Přibližný rozpočet přemostění Vltavy u Hladné:
- Trámový most z předpjatého betonu 12 893 000 Kč
- Železobetonový obloukový most 10 644 000 Kč
- Trámový most ocelový 8 400 000 Kč
- Obloukový most ocelový 7 600 000 Kč
Pro další pokračování projekčních prací bylo jednoznačně doporučeno obloukové řešení přemostění. Přemostění ocelovým obloukem by bylo o 47 procent levnější než projekt trámového mostu z předpjatéto betonu a o 35 procent levnější než obloukového mostu ze železobetonu.
Koncepce tuhého oblouku s tuhým trámem by vedla k snížení váhy oblouku a jednalo by se o řešení, které nebylo v tehdejším Československu realizováno. Truhlíky oblouku by byly díky navrženému uzavřenému prostorovému průřezu tak tuhé na kroucení, že mohlo odpadnout zvláštní zavětrování oblouku, čímž by se podstatně usnadnila jak projekce, tak výroba.
Přípravy stavby pokračovaly dále. Celková délka obloukového mostu měla být 259 m. Celková šířka 10,5 m, šířka vozovky na mostě 8 m. Na každé straně mostu by se tak nacházel chodník o šířce 1,25 m. Vzdálenost hlavních nosníků by byla 7 m. Hmotnost ocelové konstrukce 615 tun.
V roce 1956 probíhaly další práce na projektování mostu. Josef Zeman vypracoval podrobný projekt, na kterém oproti povšechnému návrhu provedl dílčí úpravy. Cena mostu na základě vypracování podrobných projektů klesla na 6 868 910 Kč a to i přes nově navrženou větší šířku mostu. Vozovka měla být široká 9 m s oboustrannými chodníky o šířce 1,25 m na každé straně. Celková šířka tedy měla být 11,5 m.
Trám byl navržen jako spojitý nosník o 14 polích vyrovnaného rozpětí 19,2 metru. Pouze krajní pole jsou podle potřeby kratší a střední pole nad vrcholem oblouku by mělo rozpětí 19,8 m. Jeho celková délka by byla 259 m.
Ve vodorovném směru pro přenášení sil od větru byl předpokládán jako spojitý nosník o pěti polích. Výška plnostěnného profilu trámu je 1500 mm, pásnice o šířce 380 mm mají proměnnou tloušťku od 14 do 30 mm.
Trám je podpírán ocelovými trubkovými stojkami, které jsou uvažovány jako kyvné a přebírají pouze svislé reakce. Pouze střední nejkratší stojky na oblouku jsou navrženy jako rámové pro převzetí příčných sil od větru.
Hlavní část přemosťované překážky je ve středu překračována bez podpor ocelovým obloukem o rozpětí 130 m. S ohledem na dobré základové poměry (geologický průzkum pro variantu železobetonového obloukového mostu se stejným rozpětím, umístěním patek oblouku a základů opěr) byl zvolen jako statický systém oblouk vetknutý, který má při svém štíhlém tvaru příznivější poměry vzpěrnostní a menší přídavné účinky svých deformací na napětí.
USPOŘÁDÁNÍ OBLOUKOVÝCH ŽEBER
Zvláštností návrhu je konstruktivní uspořádání obloukových žeber, kde z estetického důvodu není uvažováno obvyklé provedení příhradových větrových nosníků v rovině mezi oběma oblouky. Jsou navrhovány pouze 4 tuhé příčné rámy v místech středních stojek, které zaručují spolupůsobení obou obloukových žeber při působení větru.
Působí tedy hlavní nosné oblouky, zvláště ve svých krajních částech, jako 2 samostatná žebra z uzavřených truhlíkových profilů. Příčná vzdálenost těchto truhlíků je 7,5 m a koresponduje s příčnou vzdáleností trámů mostovky. Oba truhlíky o výšce stěny 2 000 mm a šířce pásnice 1 500 mm jsou neobyčejně tuhými elementy. Zvláště s ohledem na namáhání v kroucení.
Jsou navrhovány jako svařované profily vyztužené pouze ve vnitřních částech, takže na vnější straně jsou patrné pouze hladké uzavřené plochy. Oba oblouky by tedy při vhodném nátěru působily velmi příznivě a celé dílo by bylo i na tehdejší dobu celosvětově ojedinělým řešením.
Železobetonové podpory ocelových konstrukcí nepředstavují žádný mimořádný případ řešení. Pozůstávají z obou krajních opěr, normálních malých patek pod ocelovými kyvnými stojkami na obou úbočích svahu a konečně z hlavních patek oblouků se zakotvením, nad nimiž jsou pak navrhovány 2 duté pylony. Ty ve své vrchní části přejímají hlavně vodorovnou reakci od větru na trám. Alternativně je možno zvážit i nahrazení železobetonových pylonů ocelovými truhlíkovými rámy.
Podle podrobné projektové dokumentace by most spotřeboval 618,1 tun oceli. V této fázi projektování dokázal Zeman i přes rozšíření vozovky mostu o 1 m na 11,5 m uspořit částku 730 000 Kč oproti předběžné projektové dokumentaci.
Úspory, lehké ocelové konstrukce a pohled vpřed byly vždy hnacím motorem ocelových konstrukcí navržených Ing. Josefem Zemanem. Ing. Josef Zeman zemřel 31.července 1997 v Praze.
Tomáš Janda
historik stavebnictví
