Väčšina mostov v havarijnom stave je na cestách II. triedy, teda v obciach a mestách – mimo diaľnic. Spravuje ich samospráva, ktorá zväčša nemá financie na ich opravy či výstavbu nových. Situácia sa začala riešiť neskoro a ministerstvo dopravy ešte iba pristupuje k prvému kroku – vypracovaniu štúdie, ktorá je akýmsi popísaním toho, čo treba urobiť.
Až následne príde na mapovanie, koľko mostov reálne potrebujeme opraviť. Potrvá ďalšie roky, kým každá obec nahlási technický stav svojho mosta a samotné opravy sú podľa tohto scenára v nedohľadne. Ich životnosť bude dovtedy na hrane.
Alarmujúci technický stav mostov môže na Slovensku spôsobiť kolaps cestnej siete, dlhé obchádzky či dokonca odstrihnutie časti obyvateľov od okolitého sveta.
Dnes trvá dva roky, kým sa zhodnotí stav jedného mosta, preto je zjavné, že mosty degradujú rýchlejšie, než ich stíhame opravovať. Odborníci zo Stavebnej fakulty STU pod vedením profesora Milana Sokola sa starajú o to, aby sa štát túto situáciu postupne riešil a aby sa o niekoľko rokov nezopakovala. Vyvinuli systém na monitorovanie mostov pomocou digitálneho modelu.
Systém funguje na princípe vytvorenia “dvojičky” mosta vo virtuálnej podobe. Na diaľku tak umožňuje priebežne vyhodnocovať údaje o stave mosta a dianí na ňom. Systém ho sleduje nepretržite a zaznamenáva všetko, čo sa na moste deje a aj ako to naň pôsobí. Podľa slov expertov je vysoko citlivý a dokáže tak rozpoznať, či po moste prechádza auto, nákladiak, bus či cyklista alebo chodec – senzory na slovenských mostoch nie sú nič nové, no nie sú takto presné ani inteligentné.
„Cieľom tohto systému je poskytnúť nástroj pre zber údajov o prevádzke mosta, a tým aj možnosť včasného varovania, ak sa na moste stane niečo, čo sa vymyká bežnej prevádzke. To platí nielen pre mosty, ktoré sú v zlom technickom stave, ale aj pre nové mosty, čím sa môže výrazne predĺžiť ich životnosť a znížiť náklady na ich rekonštrukciu,“ objasnil Sokol.
Systém testovali takmer rok a pol a od septembra je funkčný, pričom má vydržať tak dlho, ako samotný most v Ilave. Výhodou riešenia je to, že dáta zbiera v sekundových intervaloch (200-krát za sekundu) a vo výsledku za deň prinesie 20 miliónov záznamov, pričom k nim sa pridávajú aj informácie o hmotnosti a rýchlosti áut. Tak sa dá rozpoznať, ak je most náhle preťažený.
Všetko sa prenáša do virtuálneho modelu, na ktorom sa vypočítavajú možné následky premávky, či počasia. Potom sa porovnajú so skutočne nameranými hodnotami. Priebežne systém vyhodnocuje aj to, či most reaguje správne na tú konkrétnu záťaž. Akúkoľvek podozrivú aktivitu hlási správcovi mosta okamžite, na dispečing.
Aj teraz sa stavajú mosty podľa 3D návrhových modelov, doplnené o životnosť mosta aj o dáta zozbierané počas výstavby. No nových stavieb na Slovensku nie je veľa. „Problémom sú mosty, ktorých stavebno-technický stav je zlý. Momentálne neexistuje spôsob varovania v dostatočnom rozsahu pre všetky mosty v zlom stave, ktorý by vopred hlásil blížiace sa zlyhanie,” upozornil projektant mostov, Ján Laco.
Ako uviedol profesor Sokol, systém sa dá použiť aj na staršie mosty, je to však otázka peňazí a kapacít inštalatérov. „Zariadenie robí aj kontinuálny dopravný prieskum. To sú určite zaujímavé údaje pre správcov mosta, najmä v prípade, ak je prejazd mostom obmedzený dopravnými značkami,” uvedol profesor s tým, že takto vedia presne určiť, ako dopravu na moste v prípade potreby obmedziť.
Zároveň Laco podotkol, že monitorovanie pomáha zistiť či sa podoba mosta alebo dianie na ňom zhoduje s tým, čo sa plánovalo podľa noriem a v projektovej dokumentácii – na papieri. Využitie merania je však oveľa väčšie. Program dokáže predvídať aké zmeny na moste môžu nastať a upozorniť tým na poškodenie vopred.
Pomôže aj premávke
To môže značne znížiť náklady na jeho prípadnú opravu ale aj údržbu, no najmä upozorní na stav oveľa skôr, nie až keď je neskoro. Podľa namerných hodnôt dokážu experti určiť aj zvyškovú životnosť celého mosta, no tiež najviac namáhaných či ohrozených častí a naplánovať ich výmenu.
„Dáta umožňujú kedykoľvek určiť účinky na akúkoľvek časť mosta (oblúk, hlavný nosník, priečnik, mostovku, ložiská, dokonca na konkrétne zvary a spoje a podobne), teda nielen účinky na meraných miestach,” priblížil Sokol. Rýchlosť reakcií na nečakané správanie mosta je tak kľúčová, no k tomu zhromažďuje históriu dopravy, sčítava vozidlá aj údaje o ich type, ale aj napätosť konštrukcie.
Foto: STU
Podľa dopravného analytika Jozefa Drahovského, je monitoring mostov dôležitým krokom k zlepšeniu premávky. Môže odhaliť nebezpečenstvo pre šoférov v neviditeľných častiach mosta a preísť zanedbaniu údržby či prípadnému zrúteniu, časom sa ale môže využiť aj na varovanie šoférov pred počasím. Napríklad pri tvorbe námrazy na vozovke alebo extrémne silného bočného vetra. „Takéto systémy sú jednoznačne v prospech bezpečnosti mostov a aj v prospech premávky na ňom,” dodal.
Potenciál inteligentného systému má však podľa analytika všestranné využitie, časom by napríklad mohol automaticky zavrieť most ak naň vojde vozidlo s vyššou váhou alebo prečnievajúcim nákladom zasahujúcim do mosta viac, ako je povolené. „V neposlednom rade je to riešenie dynamiky u dlhších mostov aby ťažké nákladné vozidlá zachovávali rozostup a tým bola ich hmotnosť rovnomerne rozložené,” uzavrel.
Systém má veľký potenciál
Takéto monitorovanie pomôže aj projektantom. Každý most je iný, má iný tvar a tým pádom aj statiku. „Monitorovanie pomôže k pochopeniu reálneho správania konštrukcie oproti návrhovým predpokladom. Taktiež môže poukázať na konštrukčné nedostatky zvoleného typu konštrukcie. Tieto poznatky sa následne dajú pretaviť do praktických skúseností pri navrhovaní budúcich konštrukcií,” uviedol Laco.
Síce v kontexte Európy nejde o ojedinelý systém, novinka od expertov STU patrí k tým lepším a na Slovensku je jediný. STU na ňom ďalej pracuje. „V súčasnosti sa vyvíja prenosný systém monitoringu s využitím dronov. Ak by bolo k dispozícii prenosné zariadenie, ktoré by denne dokázalo overiť napätosť niekoľkých konštrukcií, mohla by sa v priebehu dvoch rokov zmerať odozva všetkých významných mostov. Dva roky je dnes bežný interval revízie mostov. Tá sa síce robí pravidelne, avšak len vizuálne,” zdôraznil významný dosah projektu profesor.
Podľa profesora Sokola mal systém v priebehu vývoja niekoľko náročných momentov. Najprv bolo treba zistiť, kam presne senzory umiestniť, aby merali to najdôležitejšie – ako most reaguje na autá, vietor a iné vplyvy. Pomohol pri tom počítačový model, na ktorom sa testovali rôzne miesta pre senzory v predstihu.
„Boli preverené desiatky možností a nakoniec vybraný ten variant, ktorý dáva pri nízkych inštalačných nákladoch výborné výsledky. Ďalej bolo treba zohnať čo najkvalitnejšie, a pritom odolné senzory, ktoré sú vystavené poveternostným vplyvom a musia odolať,” vysvetlil Sokol. Program museli navyše doplniť o neustály videozáznam, ktorý sa zosúladí s údajmi zo senzorov – takže vidno, čo sa na moste dialo v čase, keď sa niečo zameralo.
