Technické divy světa

S Richardem Hammondem – tentokráte na viaduktu u francouzského města Millau. Americký dokumentární cyklus

Litujeme, ale video není dostupné
Litujeme, ale video není dostupné

Viadukt Millau je držitelem mnoha rekordů. Jeho mohutné betonové pilíře jsou nejvyšší na světě. Auta projíždějí nad mraky po historicky nejdelší zavěšené mostovce spojující okraje nejhlubšího kaňonu v Evropě. Zázrak mostního stavitelství na jihu Francie vznikl proto, aby vyřešil neúnosnou situaci městečka Millau. Pařížané mířící na středomořské pláže uháněli 30 let po pohodlné dálnici, dokud nedojeli na okraj údolí řeky Tarn. Tam byla doprava ze čtyřproudé dálnice svedena do města, kde všichni museli přejet úzký středověký most. V létě zažívalo Millau pravé peklo. Pak naštěstí padlo rozhodnutí vzájemné utrpení ukončit a roku 2004 byl uveden do provozu dálniční most vznášející se ve výšce 250 metrů.

Zkrocený blesk

Lehká ocelová mostovka opisuje nad údolím ladný oblouk. Zatáčka, která má udržovat pozornost řidičů, však stavitelům poněkud zkomplikovala práci. Museli kvůli ní sestavit skelet složený ze dvou tisíc různých dílů. Nařezat rychle a přesně takové množství oceli mohli jen díky tomu, že ovládli jednu z nejmocnějších přírodních sil. Klíčem je nový stav hmoty, který vytvářejí blesky při průchodu atmosférou. Silný elektrický výboj totiž mění vzduch na ionizovaný plyn – na plazmu.

Klikněte pro větší obrázek Z hořáku plazmové řezačky vychází plyn o vysoké rychlosti a teplotě. Mezi katodou a materiálem vzniká elektrický oblouk propalující ocel. Stejně jako blesk zahřívá vzduch, elektrický proud v přístroji proměňuje plyn v proud plazmatu, kterým lze kov rychle roztavit. Tímto způsobem lze řezat třikrát rychleji než autogenem. Řez je také mnohem přesnější a není nutné ho následně začišťovat. V továrně společnosti nesoucí jméno Gustava Eiffela vyřezali více než dva tisíce ocelových dílů za pouhé dva roky.

Jako po másle

Existují dva základní způsoby montáže mostovky. Nejprve postavíte pilíř, potom připravíte jednotlivé sekce a zvednete je jeřábem na místo. Nebo sestavíte celou mostovku a vysunete ji z okraje údolí. Jenže Millau se běžným standardům vymykalo. Pilíře musely být přizpůsobeny hloubce údolí, musely to tedy být štíhlé věže vypínající se do výšky 240 metrů. Zdvihnout tak vysoko břemeno jeřábem je nesmírně obtížné. Ale při tak ohromné výšce pilířů zároveň hrozí, že by během vysouvání popadaly jako kostky domina.

Klikněte pro větší obrázek Konstruktéři proto vymysleli speciální vysouvací zařízení. Na každém pilíři byl umístěn vozík tvořený dvěma mohutnými klíny. Horní byl tažen lisem ve směru výsuvu. Konstrukci vždy zvedl a posunul ji dopředu. V další fázi se spodní klín zase stáhl a mostovka klesla na rám vozíku. Oba klíny se potom vrátily do původní polohy a vše se opakovalo. Během jednoho cyklu se tisíce tun oceli posunuly o 60 centimetrů. To však stačilo k tomu, aby byla obří mostovka za 15 měsíců na svém místě. Aby klíny zatížené břemenem o hmotnosti 36 tisíc tun správně fungovaly, musely po sobě dobře klouzat. To zajistila umělá hmota vyrobená v roce 1938, kdy chemik Roy Plunkett pracoval na zvýšení účinnosti chladniček. Vynalezl při tom prášek s velmi dobrými kluznými vlastnostmi. Polytetrafluorethylen je dnes známý po celém světě pod obchodním názvem teflon. Jakmile se začalo s vysouváním mostovky, nebylo možné couvnout. Teflonový povrch klínů však splnil očekávání na sto procent.

Vesmírný dohled

Technici nepřetržitě měří namáhání, kterému je mostní konstrukce vystavena. V dispečinku se s pomocí kamer a senzorů sleduje hustota dopravy, vítr, teplota i vlhkost vzduchu. Když se však most stavěl, bylo staveniště monitorováno mnohem podrobněji. Každý ze sloupů směřoval ke konkrétnímu bodu v prostoru stovky metrů nad údolím. Přesnost zde hrála zásadní roli, jinak by se totiž konce proti sobě vysouvané mostovky nespojily. Pokud měly špičky pilířů dosáhnout správné pozice s milimetrovou tolerancí, byl k tomu potřeba výjimečně přesný zaměřovací systém. K jeho zrodu dopomohly americké jaderné ponorky operující dlouhé měsíce pod hladinou. Jejich pohyb zaznamenávaly gyroskopické systémy. Postupem času se však ukázaly jako nedostatečné. Když se pak loď na širém moři vynořila, nedokázala určit svou polohu. To byl u nosičů jaderných střel docela vážný problém. Americké námořnictvo proto vypustilo sérii satelitů. Podle jejich signálů pak ponorky zjistily, kde se nacházejí. Byly tak položeny základy globálního navigačního systému, který dnes všichni důvěrně znají pod zkratkou GPS.

Klikněte pro větší obrázek Satelitní signál přijímaný ponorkami obsahoval informaci o času a místě odeslání. Když víte, jakou rychlostí se signál šíří a jak dlouho putuje z jednoho bodu do druhého, můžete velice přesně spočítat vzdálenost mezi nimi. V současnosti kolem Země krouží 24 družic globálního navigačního systému. Čím více jich zachytíte, tím přesněji můžete určit svou polohu. Jenže když stavíte most, může mít i malá odchylka dalekosáhlé následky. Stavitelé viaduktu umístili GPS přístroje na mostovku i na pilíře. Jejich systém byl přesnější než navigace v autě, ale stále to nestačilo. Výkyvy teploty a namáhání konstrukce mohly způsobit její vychýlení. Data získávaná ze satelitů proto musela být ověřována srovnáním s nehybným orientačním bodem. Proto byl jeden z přístrojů umístěn na dně údolí. Konstruktéři posunuli satelitní navigaci o krok dál. Fixní přijímač jim poskytoval referenční signál, se kterým poměřovali data ze všech ostatních přístrojů. A protože se nehýbal, snížila se odchylka měření z metrů na milimetry. Síť monitorů na mostě neustále srovnávala přesnost vlastní pozice vzhledem ke známým bodům. Technologie pro lokalizaci bloudících ponorek tak pomohla přesně zaměřit nejvyšší mostní pilíře na světě.

Od konopí k oceli

Klikněte pro větší obrázek Údolí řeky Tarn funguje jako přírodní tunel usměrňující bouřky přicházející z hor a vítr tu dosahuje až stotřicetikilometrové rychlosti. Závěsná lana mostu Millau jsou pravidelně vystavována tvrdé zatěžkávací zkoušce. Na počátku jejich vývoje stála řada důlních neštěstí. Horníci museli odjakživa dopravovat z hlubin země na povrch těžká břemena. Tradiční kladky a lana však byly mnohdy nebezpečně namáhány. Jako náhrada se jeden čas používaly kovové řetězy. Na rozdíl od provazů se ale po překročení nosnosti trhají výrazně rychleji. Naštěstí přišel na svět skvělý německý vynález. V roce 1829 se ředitel clausthalského stříbrného dolu Wilhelm Albert rozhodl znovu prověřit některé výhody konopných lan. Napadlo ho, že by mohl zkombinovat strukturu provazu s pevností kovu. Spletl dohromady několik kovových pramenů a vyrobil první ocelové lano. Je to dokonalé spojení. Spletením kovových pramenů získá výjimečnou pevnost a v případě selhání by mělo poskytnout dostatek varovných signálů.

Během stavby vyčníval v jednu chvíli nad údolím 170 metrů dlouhý úsek mostovky zavěšený na pouhých šesti lanech. Nosnost mostu je 35 tisíc tun. Tolik by vážila osobní auta zaparkovaná v deseti vrstvách ve všech pruzích po celé jeho délce. Pevnost závěsů prokázala efektní zatěžkávací zkouška. Uprostřed mostního pole zaparkovalo 28 nákladních vozů o celkové hmotnosti 900 tun. Nosná konstrukce se prohnula o pouhých 26 centimetrů. Myšlenka Wilhelma Alberta slavila velký úspěch. A v případě Millau byla dovedena k dokonalosti. Zvenku vypadá lano jako jeden kus. Ve skutečnosti se však skládá z 90 slabších lan. Každé z nich je zase spleteno ze sedmi pramenů. Díky tomu se jednotlivá lana dají vytáhnout a nahradit, aniž by se musel sejmout celý svazek.

Rozštěpený beton

U každé kovové stavby musíte předem počítat s tím, že se s rostoucí teplotou rozpíná. Objemová roztažnost kovů působí potíže tam, kde se kov stýká s výrazně méně pružným materiálem. Účinek tepla na kov se zvyšuje přímo úměrně s jeho množstvím. U běžných mostů se vkládají dilatační spáry, které umožňují pohyb konstrukce v důsledku teplotní změny. Ale mostovka viaduktu byla po celé délce svařena v jediný kus. Dilatační spáry tak mohly být pouze v místě napojení na okrajích údolí. Podle odhadů se každé léto most při čtyřicetistupňové teplotě roztáhne o 120 centimetrů. Dilatační spáry zajišťují, aby na sebe obě části vozovky plynule navazovaly, když se most pohybuje vpřed nebo vzad na podstavcích. Tomuto pohybu se přizpůsobují dokonce i nosná lana.

Klikněte pro větší obrázek Jenže konstrukce se nerozpíná pouze na koncích, ale po celé své délce. Na svislé sloupy je vyvíjen mohutný tlak. Beton sice vyniká řadou skvělých vlastností, ale ohebnost mezi ně nepatří. Konstruktéři však přišli s velmi chytrým řešením. Zatímco spodní část každého pilíře je jednolitá, v horních 90 metrech se větví na dvě štíhlá ramena. Zvláštní tvar vychází z člunů používaných starými Kelty na území dnešního Irska a Walesu. Řešení problému betonových mostních sloupů se skrývá uvnitř trupu těchto lodí. Když pilíř nahoře rozštěpíte, můžete ho ohýbat, jak chcete. Ale protože je zachován objem materiálu, zůstane pevný jako předtím. Dnešní tesaři se domnívají, že keltští stavitelé člunů používali tutéž techniku při výrobě kýlů.

Když se vlivem vysokých letních teplot ocelová mostovka rozpíná, rozdvojené pilíře se mohou ohnout desetkrát víc než tradiční betonové sloupy. Když padne noc, konstrukce zchladne, smrští se a most se vrátí do původního tvaru. Proměnná geometrie pilířů je pouze jedním z mnoha řešení výjimečných problémů, které museli stavitelé mostu Millau překonat. Jejich záměrem nebylo postavit pouhou spojnici mezi dvěma stranami hlubokého údolí. Chtěli vytvořit monument, který splyne s krajinou tak, aby přirozená krása této části Francie zůstala zachována. Koho by napadlo, že tomu napomohla spoutaná síla blesku, princip navigace atomových ponorek, náhodný objev v chemické laboratoři, ocelová lana vyrobená na počátku 19. století a myšlenka inspirovaná keltskými staviteli lodí. Výsledkem je architektonický skvost provedený ve velkém stylu.