Tchaj-wan Výzva pro české mostní inženýry

19 Úno

Asijský ostrov Tchaj-wan patří k místům s největším počtem obyvatel na čtvereční kilometr. Převážná většina ostrova je hornatá a tedy v podstatě neobydlená, zbytek tvoří zejména městské aglomerace táhnoucí se podél západního pobřeží po celé délce země. Dopravní spojení hlavního města Tchaj-pej, ležícího na severu, se zbytkem ostrova je v současné době zcela nevyhovující. Stávající železniční sít tvoří okruh podél pobřeží, přičemž jen část je elektrifikovaná. Dálnice kapacitně nestačí a letecká doprava nemůže pokrýt všechny dopravní požadavky. Začátkem devadesátých let byly provedeny první návrhy na zbudovaní vysokorychlostní tratě mezi největšími tchajwanskými městy. Tchajwanská vláda se nechala inspirovat Japonskem, zemí s dobře fungujícím a rozvinutým systémem vysokorychlostních tratí, které tu tvoří hlavní spojení velkých měst a přebírají zásadní úlohu v dopravě na střední a delší vzdálenosti.

Most musí přežít i fiktivní situaci, kdy je kterákoli z jeho diagonál kompletně zničena. Tento zatěžovací stav představuje náraz vykolejeného vlaku.

Z řady konkrétních návrhů, které padaly v průběhu devadesátých let, byl vybrán projekt vysokorychlostní trati mezi Tchaj-pej a Kao-siungem, dvěma největšími tchajwanskými městy. Délka trati je 345 km a je v současné době nejdelším železničním projektem na světě. Základní návrhová rychlost je 350 km/h, vzdálenost mezi Tchaj-pej a Kao-siungem s jednou mezistanicí (Tchaj-čung) by měla být v budoucnu překonávána za 90 minut. Vlaky budou jezdit ve špičkách každé tři minuty. Další vlaky se čtyřmi mezistanicemi budou potřebovat na celou trasu méně než dvě hodiny. Pro srovnaní uvádím, že v současné době táž cesta po dálnici může trvat i 10 hodin.

Předpokládaná investice do projektu se podle různých zdrojů liší (a mění se přirozeně i v průběhu prací), pohybuje se řádově okolo 500 miliard tchajwanských dolarů (asi 430 miliard korun). Projekt byl zahájen v roce 1999, otevření úseku se plánuje na rok 2005.

Mostní konstrukce

Z hlediska stavebních inženýrů jde o pozoruhodný projekt. Vzhledem k hustému osídlení západního pobřeží je převážná část trati vedena po mostech a viaduktech. V rámci projektu bylo nutné vypořádat se s abnormalním počtem křížení trati se stávajícími komunikacemi či jinými mosty, vodními toky apod. Po vlastních zemních tělesech probíhá jen zhruba 41 km z celého úseku, přestože jde o jedinou rovinnou část ostrova.
Z 345 km trati představují viadukty a mosty 256 km, tunely 48 km a náspy se zářezy 41 km. Na projektových pracích se podílí řada firem z celého světa. Mostní konstrukce na jednom ze stěžejních úseků projektuje významná německá společnost Hochtief Consult ve spolupráci s vídeňskou firmou VCE. Převážnou část mostů tvoří typové komorové konstrukce z předpjatého betonu. Tyto „standardní“ projekty jsou řešeny v domovských kancelářích v Evropě. Tchajpejská pobočka VCE se zabývá netypovými konstrukcemi přímo na ostrově. Výsadní postavení mezi těmito mosty zaujímají ocelové mosty na vjezdech do stanice Tchaj-čung. Jde o mosty s největšími rozpětími na celé budované trase.

Projekty ocelových mostů

Na jižním záhlaví je to trojice vedle sebe umístěných trojpólových ocelových příhradových uzavřených mostů s rozpětími zhruba 150 m + 120 m + 140 m, na severním vjezdu obdobný most s menšími rozpětími (60 m + 70 m + 60 m). Jednotlivé prvky příhradových nosníků jsou ve tvaru uzavřených svařovaných průřezů, mostovka je potom tvořena ocelovými příčníky a železobetonovou deskou. Výška hlavních nosníků je 17,4 m, šířka je po délce mostu proměnná, mezi 11 a 16 m. Na jeden most bude potřeba zhruba 8000 tun oceli.

Evropský mostní inženýr se po příjezdu na Tchaj-wan musí vyrovnat hned s několika novými fakty. Mezi nejdůležitější určitě patří dva místní živelní fenomény – zemětřesení a tajfun. Obojí je tu naprosto běžné, nadneseně býva Tchaj-pej označováno jako jejich hlavní světové město. Protože praxí ověřená síla těchto vlivů je (zejmena v případě zemětřesení) zcela zásadní, je třeba pro všechny mosty provádět nejen statické, ale i komplexní dynamické výpočty.

Seismický návrh

Tchajwanská vláda vydala pro projektování celé stavby zvláštní předpis, který principiálně vychází z americké normy AASHTO doplněné o některé kapitoly, například řešení zemětřesných vlivů. Seismický návrh je zde dlouhodobě studován a vyvíjen nejen v mostním, ale i v pozemním stavitelství. Důkazem místních zkušeností je celá řada mostů a výškových staveb, na něž narazíte na každém kroku. Pro uvedené ocelové mosty bylo nezbytné provést návrh pro případ těžkého zemětřesení s využitím plastické kapacity pilířů. Obecně řečeno, při těžké seimické činnosti se může částečně poškodit spodní stavba, která tím pohltí velkou část zatěžovací energie, hlavní nosná konstrukce však zůstane bez vážnějšího poškození. Oprava takto poškozeného mostu je potom mnohem snadnější než výměna nosné konstrukce.

Tajfun

Zatížení tajfunem není obvykle rozhodujicím vlivem pro návrh většiny prvků mostních konstrukcí, jeho doprovodné jevy ovšem mohou výrazně ovlivnit dispozici mostu jako součásti okolí. V případě zmiňovaných ocelových mostů byly například přísně omezeny velikostí pilířů, což má v budoucnu umožnit volnější průchod povodně, která obvykle tajfun provází.

Některé další zvláštnosti

Nepříliš šťastnou skutečností, se kterou jsem se tu setkal a kterou jsem již zmínil, je preferování americké normy AASHTO. Tato norma popisuje obecně jen základní návrhové postupy a jiné nedovoluje. Zavádí tak často projektanta do velmi úzkého manévrovacího prostoru a často neumožňuje použít novější inženýrské metody. Někdy proto bylo nezbytné ustoupit od standardního předpisu a dokonce v rámci dimenzovaní jednoho prvku bylo dosaženo pozoruhodného jevu – kombinace norem. Je třeba ovšem poznamenat, že v těchto případech byli místní zástupci s novými postupy svolní a s úsměvem souhlasili.
Pro příhradové mosty na plánované trati platí bezvýhradně další pravidlo. Most musí přežít i fiktivní situaci, kdy je kterákoli z jeho diagonál kompletně zničena. Tento zatěžovací stav představuje náraz vykolejeného vlaku. Takto změněná konstrukce potom musí přenést ještě tíhu mostu s jedním vlakem.

Montáž

Předpokládaný postup montáže řadím rovněž mezi vzácné v případě ocelových mostů. Nosné konstrukce o celkové délce zhruba 410 m jsou tvořeny montážními díly, které budou sestavovány v krajním poli prostředního mostu a vysouvány podélně, popřípadě podélně a příčně. Stísněné montážní podmínky neumožňují vkládání dočasných podpor, proto bude nevyhnutelné balancovat s konzolou více než 100 m dlouhou nad dálnicí za plného provozu. Samozřejmě za všudypřítomného zemětřesení.

Osobní dodatek

Pro mostaře je Tchaj-wan učiněný ráj. Na rozličné typy mostů narazíte na každém kroku, často se víceúrovňové kříží a vytvářejí tak až neskutečné kolosy. Stavějí se nové a nové a zdá se, že tento trend nikdy neskončí. Přitom podmínky pro projektování nejsou obvykle nikterak zvláštní. Západní firmy (které hrají v tomto směru klíčovou roli) sídlí často v nevelkých kancelářích a mohutné mosty projektují v překvapivě malých týmech. Kromě zmiňovaných čtyř ocelových mostů jsem měl možnost podílet se na projektech dalších tří. Projektové práce na všech sedmi mostech probíhaly v podstatě současně a přitom náš tým byl jen tří- až čtyřčlenný včetně konstruktéra-kresliče. Nejen v tomto směru považuji Tchaj-wan za obdivuhodný.

První dojmy návštěvníka Tchaj-wanu bývají často smíšené. Přestože potkáváte samé přívětivé a usměvavé lidi, města působí přeplněně a hlučně. Doprava se zdá nezvládnutelná a působí chaoticky. To vše ale jen do doby, než poznáte místní zvyklosti, ve skutečnosti jsou Tchaj-wanci velmi ohleduplní řidiči. Většina lidí, kteří tráví na ostrově delší čas, postupně přijde místnímu životnímu stylu na chuť a nakonec se s Tchaj-wanem jen težko loučí. Zásluhu na tom mají především místní lidé, srdeční a přátelští, čínská kuchyně, jíž neodoláte, a v neposlední řadě také společenský život ostrova. Jeďte na Tchaj-wan.

Leave a Reply