Zpět na stavby

Obecný pohled na navrhování mostů

12. listopadu 2024
prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc., FEng.

Od nepaměti bylo třeba překonávat vodní toky nebo hluboká údolí. S postupem doby se objevily umělé překážky v podobě dopravních cest jako jsou železnice a pozemní komunikace. K jejich překonání slouží mostní konstrukce.

Autor:


Profesor na Fakultě stavební ČVUT v Praze a expert pro betonové konstrukce ve firmě Metrostav a.s. Zabývá se vývojem nových technologií pro výstavbu betonových nebo spřažených konstrukcí a mostů. Bývalý předseda a současný místopředseda České betonářské společnosti. V mezinárodní federaci pro konstrukční beton (fib) předsedá komisi 2 (Analysis and Design) a podílí se na tvorbě nového Model Codu fib.

Mostní konstrukce musí proto plnit hlavní účel, a to převést provoz přes překážku. Jde primárně o technický problém. První mosty se stavěly ze dřeva prostým položením klády přes překážku. Dřevěné konstrukce se dále vyvíjely a vznikaly složitější konstrukce. Dalším tradičním materiálem se stal kámen. Kamenné mosty mají velmi dlouhou trvanlivost v řádu i tisíců let. Jejich výstavba byla nákladná, a proto bylo třeba návrhu i výstavbě věnovat velkou pozornost. Hlavní rozvoj výstavby mostů začal v 18. stol., kdy se začaly stavět ocelové konstrukce a v 19. stol., ve kterém začala výstavba železniční sítě. Od začátku 20. století se přidaly konstrukce betonové a beton se pak stal nejběžnějším materiálem pro výstavbu mostů. S rostoucí kvalitou používaných materiálů se zvětšovala i překonávaná rozpětí a nároky na návrh mostů i technologii výstavby.

Kritéria návrhu

Návrh mostu je složitý proces, který zahrnuje řadu souvislostí. Hlavní fáze návrhu mostu je tzv. koncepční návrh [1]. Ten musí zohlednit veškeré širší vztahy související s okolím, začleněním mostu do krajiny nebo městského prostředí, vazby na vedení trasy převáděné komunikace, tvar údolí, geologické podmínky, vlivy jako ­zemětřesení, poddolování, klimatické jevy apod. Při projektování mostu je třeba spolupracovat s projektanty převáděné komunikace a najít ideální vztah mezi geometrií trasy a geometrií mostní konstrukce z hlediska plynulosti provozu a též odvodnění komunikace, např. je nevhodné navrhovat mostní konstrukce s nulovým podélným spádem. V rámci koncepčního návrhu se posuzují možnosti použití různých materiálů (dnes většinou beton nebo ocel, popř. některé inovativní materiály), délky rozpětí a základní konstrukční systém mostu. Výsledkem koncepčního návrhu jsou hlavní parametry mostu, které obsahují základní tvary a použité materiály. 

Základní kritéria pro návrh staveb již definoval Vitruvius v prvním stol. př. n. l. Marcus Vitruvius Polio [2] je označován jako první architekt, inženýr a teoretik. Byl vojenským inženýrem, který se zabýval stavbou válečných strojů, a po ukončení vojenské služby pracoval v Římě zejména na návrhu a výstavbě vodovodního systému. Napsal rukopis „Deset knih o architektuře“ a proslul definicí vlastností stavebního díla, podle které má dílo splňovat tři základní vlastnosti – firmitas (pevnost, bezpečnost), utilitas (funkčnost, účelnost) a venustas (elegance, krása). Tyto zásady jsou velmi nadčasové, a proto platí dodnes. Možná, že by dnes mohla být doplněna i čtvrtá vlastnost, a to ohleduplnost k životnímu prostředí, resp. udržitelnost. Účelnost lze též interpretovat jako požadavek na splnění užitných vlastností stavby za přiměřených nákladů, tj. požadavek na ekonomický návrh. 

Vývoj návrhu a výstavby

Významné historické stavby až do nedávné minulosti byly navrhovány výraznými osobnostmi, které měly mimořádné schopnosti jednak dílo navrhnout, posoudit a řídit jeho výstavbu. Vzhledem k tomu, že jejich technické možnosti byly omezené, museli se podrobně zamýšlet nad funkcí jednotlivých prvků konstrukce, aby byli schopni je navrhnout, posoudit, realizovat na stavbě a zároveň, aby konstrukce byla funkční a estetická. Takovými vynikajícími osobnostmi byli např. J. Roebling (1806 – 1869) [3], autor mnoha visutých mostů. Mimo jiné používal i na dnešní dobu pokrokový kombinovaný systém visutých lan a šikmých závěsů na visutých mostech. Tento systém aplikoval např. na dnes již neexistujícím mostě přes Niagaru, nebo na Brooklynském mostě v New Yorku přes východní řeku (obr. 1), který byl však dokončen až po jeho smrti. Gustave Eiffel (1832–1923) [4] byl autorem řady staveb různého charakteru (katedrály, nádraží, haly, věže a mosty).

Jako jedny z nejvýznamnějších lze jmenovat např. viadukt Garabit (1884) ve střední Francii (obr. 2), konstrukční část sochy Svobody v New Yorku (1886) nebo Eiffelovu věž v Paříži (1889).

E. Freyssinet (1879–1962) [5], který je považovaný za zakladatele předpjatého betonu je autorem mnoha inženýrských staveb a zejména mostů i z doby ještě před rozšířením předpjatého betonu, např. most Boutiron (1913), velký obloukový most Plougastel v Bretani (1930) (obr. 3) nebo podzemní bazilika v Lourdech z předpjatého betonu (1958).

Během dvacátého století se rozvoj vědy a techniky velmi urychlil. Jednotlivé obory se začaly rychle specializovat a nebylo již možné, aby celou problematiku zahrnující koncepční návrh, konstrukční řešení, statické posouzení a technologii výstavby mohl postihnout jeden autor. I vzdělávání se rozdělilo a fakulty architektury se zaměřily na tvary konstrukcí a umělecký dojem díla. Konstrukční řešení, statické působení nebo dokonce technologie výstavby se dostaly na okraj jejich zájmu.

Naopak tyto obory se staly dominantními na fakultách inženýrských, kde se klade důraz na návrh bezpečných a spolehlivě fungujících trvanlivých konstrukcí vystavených statickému a dynamickému zatížení, na technologii výstavby, technologické vybavení apod. Důsledkem tohoto vývoje je, že v našem případě návrh mostní konstrukce, ale i návrh ostatních staveb již není výsledkem práce jedné osoby, ale spíše týmu, kde se na tvorbě díla účastní odborníci na jednotlivé oblasti výstavby. Dnes je ideový návrh konstrukce sice obvykle stále dílem jedné osoby, která s nápadem přijde, ale na jeho detailním rozpracování do podrobnosti realizační dokumentace se podílí celý tým odborníků. Též požadavky na konstrukce jsou podstatně podrobněji rozpracovány v podobě nejrůznějších předpisů, že není téměř možné, aby jeden člověk byl schopen toto množství informací postihnout. Jen požadavky na kvalitu materiálů, u ocelových mostů na ochranu proti korozi, nebo pro svařování zahrnují stovky stran norem a jiných předpisů. 

Obr. 2 Most Garabit, rozpětí oblouku 165 m, 1884 (foto: autor)

Vztah architekta a inženýra

Jednotliví odborníci se podílejí na výsledném díle podle toho, jak mohou přispět k optimálnímu návrhu. Tyto možnosti jsou dány především charakterem stavby. Podíl architektonického ztvárnění a podíl konstrukčního řešení se mění podle toho, o jakou stavbu se jedná. Např. velký most nebo přehrada, jaderná elektrárna apod. jsou dílem především inženýrským. U uměleckých děl (např. u sochy nebo některých reprezentativních budov) převládá pak podíl architektonického řešení, které je rozhodující pro estetický dojem díla. Podíl inženýra a architekta popsal Dr. Kozák v [6] a [7]. Sestavil názorný graf, který vystihuje rozdílný charakter jednotlivých staveb (obr. 4).

Graf (obr. 4) zjednodušeně ukazuje jakou roli má na stavebním díle architekt a jakou inženýr. Je to dáno objektivní skutečností podle toho, jak stavba působí a jaký je její účel. Zatímco u stožárů nebo mostů převažuje jednoznačně funkčnost díla (bezpečnost, statické a dynamické působení, trvanlivost, požadavky na údržbu), u objektů pozemních staveb a umělecky zaměřených objektů je určující jejich tvarové a materiálové ztvárnění architektem. Jak inženýr, tak architekt mají svá vzdělání, která se nepřekrývají, ale doplňují, a to by se mělo projevit ve vzájemné spolupráci. Stavební dílo má být výsledkem jejich tvůrčí spolupráce a v týmu proto musejí mít oba svou roli, větší nebo menší podle charakteru stavby. Oba se mají snažit o to, aby byla splněna kritéria Vitruvia a popř. další, vycházející z požadavků doby (dnes např. udržitelnost) nebo prostředí, kde se stavba nachází.

Často se setkáváme s názory, které uvedenému přístupu neodpovídají, (např. [8]). Je třeba připomenout, že řada architektů nazývá inženýry, se kterými spolupracuje, zjednodušeně statiky. Statika je věda, která se zabývá statickým působením staveb. Označení statik tedy už zanedbává fakt, že řada staveb se posuzuje na dynamické zatížení. Dále inženýr je zodpovědný za konstrukční řešení, za vyřešení řady detailů, které nejsou předmětem výpočtu a v neposlední řadě i za technologii výstavby, která je u složitějších staveb jako např. mosty velmi zásadní i pro volbu konstrukčního systému. Označení statik je pro inženýra proto degradující a snižuje jeho roli v projektování staveb. Dále se setkáváme s názorem, že architekt má svého statika. Jde opět o vytváření mylného názoru, že statik je jakýmsi dílčím subjektem podřízeným architektovi, aby zajistil statické řešení stavby. Takové názory zcela odporují poslání obou profesí. Inženýr i architekt by měli na stavbách spolupracovat na rovnoprávné bázi pouze s jiným objemem práce podle obr. 4. Měli by naslouchat názorům druhého a nakonec dojít ke společnému řešení, které bude optimálně splňovat kritéria zadání stavby.

Bohužel i mezi inženýry je řada těch, kteří se buď nechtějí zabývat koncepčním řešením, nebo sledují jiné cíle a stavějí se do podřadné pozice vzhledem k ­architektovi. Místo aby o konstrukci s ním diskutovali, snaží se vyprojektovat jeho ideu. Často používají argument, „konstrukce sice není optimální, ale je umělecká, a já jsem tak dobrý, že i takový systém dokážu nadimenzovat“. Jde o nepochopení principu spolupráce. Architekti nemají vzdělání v oblasti statiky, dynamiky a konstruování inženýrských staveb a k tomu, aby mohli navrhovat konstrukčních řešení, protože se počítá s tím, že budou pracovat v týmu, stejně jako inženýři nemají mnohdy cit pro estetické řešení. Proto uvedený chybný přístup nemůže vést a nevede k rozumným konstrukcím, které by mohly dlouhodobě a sloužit společnosti. Navíc konstrukce takto nevhodně navržené jsou často ­mimořádně nákladné.

Obr. 4  Rozsah činnosti architekta a inženýra na stavebním díle (zdroj: J. Kozák [6])

Vývoj konstrukčních systémů

Konstrukční systémy mostů se vyvíjely společně s pokrokem v oblasti materiálů. Kamenné mosty byly většinou obloukové. Nejstarší konstrukce měly mostovku přímo na oblouku, později se vyplnily cípy oblouků a mostovka se napřímila. Cípy oblouků byly vyplněny násypem. Vzhledem k tomu, že oblouky byly složeny z jednotlivých kamenů, tedy malých prvků, celá konstrukce se mohla deformovat a tak přestát vlivy např. od změn teploty. Tyto mosty neměly dilatační spáry ani jiné složitější detaily, s jakými se potýkáme dnes u tužších systémů. Obloukové kamenné mosty se navrhovaly na základě zkušeností s dříve postavenými mosty a jejich světlosti se postupně zvyšovaly podobně jako se redukoval poměr vzepětí k rozpětí oblouků. Snaha o estetické zlepšení vzhledu oblouků vedla k úpravě tvaru viditelné hrany oblouku do ploššího tvaru. Tato úprava zvaná kravské rohy byla použita mimo jiné i u pražského mostu Legií (obr. 5), který je jedním z posledních velkých kamenných mostů postavených u nás. Podobné detaily, které zlepšují vzhled mostu, by měly být výsledkem spolupráce mostního inženýra s architektem.

Výstavba ocelových mostů již neumožňovala návrhy založené jen na zkušenosti. Bylo třeba návrh opřít o statický výpočet, který prokázal, že konstrukce bude splňovat požadavky na bezpečnost a že deformace nebudou nadměrné. Stejný postup byl vynucen i pro návrh konstrukcí betonových zhruba o sto let později. Mosty z oceli i betonu vyžadovaly jiný přístup k návrhu, protože tuhost jejich konstrukcí vzrostla a bylo nutné se v návrhu zabývat jevy jako je zatížení teplotou, vlivy sedání podloží a též dynamickými účinky (zejména u visutých mostů). Statický a dynamický výpočet se stal nutnou součástí návrhu mostu. Výpočetní možnosti však byly omezené až do doby rozvoje počítačové techniky. Výpočetní metody se opíraly o teorie stavební mechaniky a jako výpočetní prostředek se používalo převážně logaritmické pravítko, později mechanické stolní kalkulačky.

Projektanti mostů navrhovali konstrukční systémy, u kterých mohli spolehlivě stanovit vnitřní síly, a na ně nadimenzovat konstrukční prvky. V době omezených výpočetních možností to byl správný postup, protože v opačném případě by nebylo možné prvky odpovědně dimenzovat a vznikaly by značné nejistoty a riziko poruch. V případě složitějších konstrukcí se volilo ověření na experimentálních modelech nebo i na celých částech konstrukce. Tak tomu bylo např. i v případě projektování Nuselského mostu v Praze nebo oblouku Žďákovského mostu přes Vltavu. Projektant musel rozumět svému návrhu, musel vědět, jak se zatížení přenáší z mostovky, jak se dělí na jednotlivé podporující prvky a přenáší do základů. Teprve po podrobné rozvaze přistoupil k výpočtu, který byl mimořádně náročný. Důsledkem těchto postupů byly volby jednodušších konstrukčních systémů, často staticky určitých nebo staticky neurčitých s malým stupněm statické neurčitosti, aby bylo možné spolehlivě určit přenášené síly a spolehlivě nadimenzovat konstrukční prvky.

Navrhovaly se např. Gerberovy nosníky místo spojité konstrukce. U prvních letmo betonovaných rámových mostů z předpjatého betonu se navrhovaly klouby ­uprostřed rozpětí. První zavěšené mosty měly malý počet závěsů. Takové konstrukce měly z dnešního pohledu navrhování zásadní nedostatek, a to malou robustnost. Ta je definována jako citlivost na změnu podmínek působení. U konstrukcí, které nejsou robustní, vede např. zvýšení zatížení, nebo porušení jednoho prvku k velkému přetížení ostatních prvků a finálně může vést i ke kolapsu konstrukce. Vzhledem k nejistotám ve vlastnostech materiálů, velikosti zatížení, nepřesnostech výpočtových modelů jde o nedostatek, který se dnes považuje za zásadní, a proto se právě požadavek robustnosti stále více zdůrazňuje a vyžaduje [9]. Jako příklad konstrukce s malou robustností lze uvést most v Janově, který se zřítil v roce 2018. Porušení jednoho závěsu vedlo ke vzniku mechanismu, který byl příčinou zřícení velké části konstrukce. Přesto v době návrhu mostu (cca 1960) byl tento konstrukční systém považován za trvanlivý a spolehlivý a byl použit u více mostů dokonce i v extrémních klimatických podmínkách (most přes jezero Maracaibo ve Venezuele, obr. 6).

Rozvoj výpočetní techniky a numerických metod vedl k významným změnám v posuzování spolehlivosti konstrukcí. Poměrně přesné stanovení vnitřních sil a deformací ve složitých staticky neurčitých a prostorových konstrukcích numerickými metodami umožnilo jejich návrh a dimenzování s přiměřenou spolehlivostí. Též se výrazně zpřesnila analýza dlouhodobých jevů a postupného porušování konstrukcí vlivem opakovaného zatížení, dynamického zatížení a degradace materiálů. Numerické modely jsou dnes natolik vyvinuty, že přesahují možnosti svého využití, tzn. teoreticky lze spočítat napjatost a deformace téměř na jakémkoli systému, ale prakticky jsou možnosti značně omezené. Důvodem je zejména nedostatek vstupních údajů. Pro řadu materiálů, včetně betonu, neexistují vstupní data, která by umožnila plně využít možnosti dnes existujících numerických metod. Proto je při návrhu třeba mít vždy na paměti, že numerické metody přinášení výsledky na numerickém modelu a nikoli na reálné konstrukci. Jaká je podobnost reality a výsledků numerického modelu, to závisí na volbě numerického a materiálových modelů, ale i na volbě konstrukčního systému a pochopení funkce konstrukce. Přes všechny nedostatky vedlo používání numerických modelů k návrhu složitých konstrukcí s vysokým stupněm statické neurčitosti a tím k návrhu konstrukcí robustních a velmi bezpečných ve srovnání s konstrukcemi navrhovanými před érou výpočetní techniky. Tento trend je jednoznačně vidět např. u výstavby spojitých často integrovaných nebo semi-integrovaných rámových mostů stavěných letmou betonáží, nebo u zavěšených konstrukcí s mnoha závěsy, kdy při porušení některých z nich nedojde k vážnému poškození konstrukce mostu. Současným trendem je navrhovat konstrukce robustní, tzn. takové, u kterých se v případě porušení jednoho prvku zatížení přenese na jiné prvky a nedojde ke kolapsu konstrukce. Příkladem může být most přes Bosporskou úžinu autorů M. Virlogeux a F. Klein, který má moderní konstrukci kombinující zavěšený a visutý systém s rozpětím hlavního pole 1 408 m. Most převádí 2x4 pruhy silniční komunikace, dvoukolejnou železnici a 2 chodníky. Šířka ocelové mostovky je 58 m (obr. 7).

Obr. 7 Most přes Bospor, max. rozpětí 1408 m, 2016 (foto: autor)

Poznámka k vývoji norem

V dávné minulosti normy neexistovaly. Bezpečnost staveb byla garantována erudicí stavitele. První Stavební řád na území dnešní ČR platný pro Prahu vznikl v roce 1886 a pak se rozšířil i na ostatní obce. Byl jednoduchý a stanovoval pouze základní principy výstavby. Tyto předpisy se během doby upravovaly a rozvoj normalizace ve smyslu, jak je chápeme dnes, nastal až v padesátých letech 20. stol. V té době vznikl Úřad pro normalizaci a v té době existovalo pouze asi 30 norem v oblasti stavebnictví. Poté norem přibývalo a od roku 2010 platí evropský systém norem. V minulých letech proběhla revize evropských norem a na evropské úrovni byly odsouhlaseny nové verze tzv. druhé generace. Např. pro navrhování betonových konstrukcí byla v listopadu 2023 odsouhlasena nová norma EN 1992-1-1. Ta nahradí současné dvě normy pro navrhování pozemních staveb (ČSN EN 1992-1-1) a mostů (ČSN EN 1992-2). Nyní se bude překládat do češtiny a vytvoří tak národní aplikační dokument, který přiblíží evropské znění našim podmínkám. Nová norma by měla začít platit nejpozději od roku 2028, kdy se zruší platnost současné normy. 

Množství normových ustanovení se stále zvětšuje. Zatímco v minulosti normy uváděly pouze základní kritéria návrhu (např. pevnosti materiálů), dnes normy obsahují kromě kritérií též postupy při posuzování různých způsobů porušení konstrukce, postupy pro posouzení působení v provozním stavu a řadu konstrukčních zásad. Začínají se používat další materiály, jako vláknové kompozity nebo nekovové výztuže, které vyžadují nová pravidla. V neposlední řadě se nové normy začínají více zabývat i rekonstrukcemi stávajících staveb. K tomu je třeba zajistit průzkumy a vyhodnocení stavu stávající konstrukce a pravidla pro návrh zesílení nebo jiných úprav. Přitom probíhá diskuse o tom, jaká kritéria má splňovat původní konstrukce, která byla navržena dříve obvykle na nižší zatížení, než požadujeme dnes. Je třeba posuzovat, zda je vhodnější konstrukce opravovat, nebo je bourat a stavět nové.

Dříve byla zodpovědnost zcela na staviteli, který stavbu navrhl a realizoval. Dnes je část jeho zodpovědnosti převzata systémem norem. Při kolapsu konstrukce se hledá viník, a nesleduje se již, jak konstrukci navrhl, ale zda splnil požadavky norem, popř. jiných předpisů. Je to do jisté míry deformace posuzování přístupu k navrhování, neboť samotné splnění normových ustanovení není garancí správného návrhu konstrukce. Naopak lze postavit vynikající konstrukci, která bude fungovat po celou dobu životnosti, ale normy splňovat nebude. Tato disproporce má příčinu zejména v tom, že normová ustanovení platí pro obecné případy a není možné v normách postihnout specifika jednotlivých unikátních konstrukcí. Proto se stává, že normy někdy brání technickému pokroku a výstavbě nových konstrukcí, a to zejména pokud jde o používání nových materiálů. V opodstatněných případech by měly být unikátní návrhy, které nesplňují některé normové požadavky posouzeny zvláštní odbornou komisí, která by případ posoudila a vydala stanovisko k dalšímu vývoji projektu, a tak převzala část zodpovědnosti a umožnila novou stavbu realizovat.

Architektonické soutěže 

Stává se současným trendem, že se vybírá návrh mostní konstrukce architektonickou soutěží. K tomu je třeba poznamenat, že pokud jde o mostní konstrukci, měla by soutěž být nazvána minimálně jako architektonicko-konstrukční, protože jak bylo výše uvedeno, most je inženýrská stavba a konstrukční řešení tvoří převážnou část návrhu. Součástí kritérií by měly být i náklady na stavbu. To je velmi kontroverzní otázka, neboť projekty v rámci soutěžních návrhů nejsou tak podrobně rozpracovány, aby bylo možné náklady na stavbu stanovit. To se potvrdilo už na mnoha projektech. Poroty soutěží jsou obvykle složeny z architektů, inženýrů a zástupců investora, popř. orgánů dotčených výstavbou. Hodnocení poroty musí spoléhat na názor inženýrského zastoupení a to je většinou v menšině, takže při hlasování nemá sílu rozhodnutí ovlivnit.

 

V soutěžích se často prosazují architektonické návrhy, které jsou extravagantní, nerespektují statické působení konstrukce a jsou velmi nákladné. Jedním z důvodů takových návrhů je i rozvoj výpočetních metod. Posouzení konstrukce numerickými metodami se velmi usnadnilo. Autor není nucen podrobně uvažovat o funkci konstrukce, může celkem libovolný systém posoudit a pokud splní požadavky, pak jej lze považovat za vyhovující, přestože není optimální. Jde o konstrukce navrhované obvykle architekty, bez hlubších úvah o smyslu a funkci jednotlivých jejich prvků. Cílem není optimální funkce stavby, ale spíše originální návrh. Takové konstrukce obvykle nejsou ekonomické, někdy ani estetické, statické působení je nejasné. Lze je však prohlásit za originální a umělecké. Pokud se najde investor, který je ochoten takový návrh realizovat, jsou tyto stavby postaveny. Vzhledem k tomu, že takové návrhy jsou často nákladné, může nastat otázka, zda se realizace za vyšší cenu vyplatí. Odpověď je velmi složitá, protože u běžné stavby se dají náklady porovnat s jinou podobnou stavbou, nebo v případě běžných staveb existují ukazatele pro odhad nákladů. Pokud se extravagantní stavba považuje za umělecké dílo, pak je velmi obtížné stanovit, zda je dílo drahé, či nikoli. Pokud má stavba dostatečnou podporu v politické či jiné rovině, pak se prohlásí, že umělecká hodnota odpovídá nákladům díla. Je-li tomu tak, či nikoli, to se projeví teprve za mnoho let, kdy si kvalitní dílo svoji cenu časem obhájí, zatímco nekvalitní návrh zapadne, nebo zůstane alespoň originálním řešením i v méně atraktivním smyslu s případnými problémy s trvanlivostí a údržbou. V případě mostů mohou být rozdíly v nákladech velmi vysoké a někdy by bylo možné za cenu jednoho návrhu mít i dva rozumnější mosty. Jde o velké částky a státní či městské úřady by měly v podobných situacích spíše rozhodovat podle doporučení odborníků, než používat stavby k prosazování svých politických cílů. Investor by měl mít možnost si po vyhlášení výsledků soutěže nechat návrh nezávisle posoudit a buď doporučit jeho úpravy, nebo si vybrat k realizaci jiný návrh. Nebylo by to nic nového, např. v případě poslední soutěže na návrh Nuselského mostu v Praze byl vybrán návrh z třetího místa soutěže a ten byl v realizační dokumentaci ještě mírně upraven.

Soutěže Design and Build

Soutěže typu Design and Build se začínají stále více používat. Pokud investor má jasnou představu o budoucím díle, dokáže ji podrobně popsat a na stavbě je minimum neznámých faktorů, pak může tento způsob soutěží vést k ekonomickým a technicky kvalitním návrhům mostů. Dává soutěžícím týmům možnost přijít s novým návrhem, který je kvalitnější než původně uvažované řešení. Praxe ukazuje, že u novostaveb se tento způsob výběru dodavatele osvědčuje. Pokud však vstupní podmínky projektu jsou nedostatečně definované, může docházet k složitým situacím, kdy není jasné, kdo je zodpovědný za neočekávané odchylky od původního zadání. Taková situace může nastat např. u rekonstrukcí nebo u projektů závislých na nejistých geologických podmínkách apod. Investor by měl zvážit, zda je schopen jasně definovat kvalitativní parametry budoucího díla tak, aby je soutěžící subjekty mohly garantovat s přiměřeným rizikem. 

Závěr

Navrhování stavebních konstrukcí je složitý proces, který by dnes měl být výsledkem týmové práce odborníků. Rozsah jejich činnosti je závislý na charakteru stavby. U mostů je rozhodující podíl inženýrské činnosti. Konstrukční systém mostu má respektovat jeho statické a dynamické působení. Pak může být bezpečný, funkční, trvanlivý i ekonomický. Tradiční zásady navrhování dle Vitruvia tak stále platí. Současné návrhy, které tyto zásady nerespektují, jsou často zbytečně nákladné a jejich funkčnost bývá nejistá.

Výpočetní postupy, které v poslední době významně pokročily, je třeba užívat účelně a opatrně. Poskytují výsledky na numerických modelech a nikoli na skutečné konstrukci. Jak bude model výstižný, závisí nejen na vlastním modelu, ale i transparentnosti působení navrhované konstrukce. Současné požadavky na mostní konstrukce vyžadují splnění tradičních parametrů jako je bezpečnost, funkčnost a trvanlivost za přiměřených nákladů, ale dále rostou požadavky na minimalizaci údržby, omezení výluk provozu z důvodu údržby a měly by zohlednit i budoucí vývoj dopravy a umožnit případné budoucí rozšíření, popř. zvýšení únosnosti, protože se předpokládá jejich životnost 100 let. Návrh mostu musí respektovat jeho výstavbu a optimalizovat spotřebu materiálu pro vlastní konstrukci a pro pomocné konstrukce během výstavby. Projekty zamýšlené k realizaci jako výsledky různých soutěží nebo i přímo zadávané projekty by měly od určitého rozsahu podléhat expertize, kterou si objedná investor od nezávislého subjektu. Během projektování by měla být u rozsáhlejších projektů zavedena další kontrola projektové činnosti, aby výsledné řešení nebylo závislé pouze na činnosti jedné autorizované osoby, která projekt podepisuje.

Zdroje

[1] fib Model Code for Concrete Structures (2010),  fib, Lausanne, 2013.

[2] Marcus Vitruvius Pollio – Wikipedie (wikipedia.org).

[3] https://en.wikipedia.org/wiki/John_A._Roebling.

[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Gustave_Eiffel.

[5] https://en.wikipedia.org/wiki/Eugene_Freyssinet.

[6] Kozák, J.: Architekt a inžinier spolupracujů. Projekt č. 10/1985.

[7] Kozák, J.: Inžinier a architekt – tvorcovia stavebného diela. Inžinierske informácie č. 9/1997.

[8] Sedláková, R.: Architekti a jejich statik, statik a jeho architekti. Stavitel, březen 2002.

[9] fib Model Code for concrete structures (2020), fib, Lausanne 2023.