Magyar Tudomány, 2008/04 450. o.

Hídszerkezetek



Nyolcvan méterrel a föld felett

(A Köröshegyi völgyhíd tervezése)


Mátyássy László


vezérigazgató, Pont-TERV Zrt.

hidak pont-terv . hu


1. Elõzmények


Az M7-es autópálya építése a hetvenes években Zamárdi térségében abbamaradt, és csak a 90-es években jött szóba ismét a továbbépítés gondolata. Ekkor azonban az eredetileg elképzelt, Balaton-közeli nyomvonalon az autópályaépítés engedélyeit már nem lehetett beszerezni. Így merült fel az a megoldás, hogy a nyomvonalat Köröshegytõl délre, annak déli határa közelében jelöljék ki. Az elsõ tervek elkészítésekor azonban kiderült, hogy ez a változat egy csaknem 1800 m hosszú völgyhíd megépítésével valósítható csak meg.

A magyarországi terepviszonyok között elsõ pillanatban indokolatlannak látszó mûtárgy környezetérõl útnyomvonal és híd tanulmánytervek egész sora készült. Több változat rövidebb mûtárggyal vagy alagút építésével próbálta a drága és hosszú híd megépítését elkerülni, azonban ezek a megoldások szintén sokba kerülnek, vagy megvalósításuk esetén nem tarthatók az autópálya elõírt paraméterei.

Az ebben az idõszakban készült mûtárgy tanulmánytervek különbözõ mélységben és szempontok szerint elemezték a szóba jöhetõ megoldásokat. Foglalkoztak többek között a megépítendõ mûtárgy szerkezeti kialakításával, anyagának megválasztásával, a híd és alagút megvalósíthatóságával és összehasonlításával, a híd szélességének megválasztásával, az építés módjával és esztétikai szempontokkal. Készült acélszerkezetû, majd feszítettbeton változat is.

Végül a kivitelezési pályáztatás során a feszítettbeton változat megvalósítása mellett döntöttek. Tekintettel arra, hogy a változatok nyílásbeosztásai az acélszerkezetû híd igényeihez alkalmazkodtak, a döntés után a híd hosszát módosítani kellett, hogy a feszített változat építési technológiájához jobban alkalmazkodó nyílásméreteket választhassunk. Így alakult ki a a felszerkezet végleges hossza, 1872 m, melynek támaszközei 60+95+13 × 120+95+60 m hosszúak.

A híd teljes hosszán az autópálya 4000 m-es vízszintes sugarú ívben halad, és a budapesti hídfõtõl egyenletes, 2,86 %-os eséssel közelít az országhatár felé. Leállósáv a hídon nem épül, az autópálya forgalmát 2 × 2 × 3,75 m széles sávon vezeti át, a szegélyek mentén kívül 1,50 m, belül 1,00 m az oldalakadály-távolság. A völgy feletti legnagyobb magasság 87,85 m, a legnagyobb pillér magassága 79,70 m.


2. Alapozás, hídfõk, pillérek


A Köröshegyi-völgy geotechnikai viszonyait az érintett szakaszon iszapos, homoklisztes, agyagos, helyenként márgás rétegek jellemzik. A Budapest felõli domboldal lejtõjén a talajviszonyok valamivel kedvezõbbek, mint az országhatár felõli oldalon, a köröshegyi Séd lapos völgyében pedig a magas talajvíz és a felsõ rétegben lazább talajok találhatók. Elsõrendû igény volt, hogy a jelentõs alapozási terhek következtében viszonylag kis süllyedési értékek lépjenek fel. A nagyátmérõjû fúrt vasbeton cölöpalapozás a fenti igényeket maradéktalanul kielégíti. Az alkalmazott átmérõ a hídfõknél 1,50 m, a pilléreknél 1,20 m.

A különleges méretû alapozás mûszaki kialakítását és statikai vizsgálatát nem volt elegendõ a hazai gyakorlatban eddig alkalmazott megoldások szerint tervezni. A hídfõk, pillérek és a felszerkezet belsõ igénybevételeit és alakváltozásait komplex, a felszerkezet viselkedését és a talaj rugalmas befogását is tartalmazó modellen vizsgáltuk. A számításokban a másodrendû hatásokat is figyelembe vettük. A pillérek viselkedését földrengés hatására is vizsgáltuk. Különös gondot kellett fordítani a szerelés közbeni állapotok vizsgálatára is.

A vasbetonból készülõ hídfõk alapozásának tervezésénél figyelemmel kellett lenni arra, hogy a felszerkezet építés közben, egészen az utolsó zárásig a hídfõt fix támaszként vesszük igénybe. A sarusúrlódásból így keletkezõ vízszintes erõ lényegesen meghaladja a használat közben keletkezõ igénybevételeket.

A térdfalak mögött helyiségeket alakítottunk ki, melyek lehetõséget nyújtanak az elektromos, vízépítési és hírközlési szerelvények, valamint a belsõ közlekedés eszközeinek elhelyezésére, és a fenntartási munkák végzéséhez is segítséget nyújtanak. Az országhatár felõli hídfõben helyeztük el a csapadékelvezetõ rendszer gyûjtõmedencéjét.

A hídfõk között 16 db pillér készült, melyek magassága a híd hossz-szelvényének és a terepviszonyoknak megfelelõen különbözõ, 17,70 – 79,70 m között változik. A pilléreket a nagyátmérõjû fúrt vasbeton cölöpökre támaszkodó, lemez alaptestekre alapozzák. Az alaptestek méretei szokatlanul nagyok, 2 × 2 db 16,40 × 23,60 × 2,60 m méretû, 2 × 3 db 20,00 × 23,60 × 3,50 m és 6 db 20,00 × 27,20 × 3,50 m méretû alaptest készül.

A pillérek kialakítása zárt szelvényû, kétcellás vasbeton szekrény keresztmetszettel, húszméterenként vízszintes diafragmával merevítve. A pillérek külsõ falai sík oldalúak, keresztirányban párhuzamosak, a hídtengely irányú oldalak enyhén ferde kialakítással. A falak a szerkezeti gerenda felé 1:140 hajlással közelednek egymáshoz. A pillérek ilyen kialakítását a falak építésének technológiája alapvetõen befolyásolta.

A felmenõ falak építéséhez kúszó zsaluzatot használtak. Az indító pillérszakaszok és a hozzájuk csatlakozó betonozási szakaszok változó magasságúak, feljebb azonban egyenletes 5 m-es szakaszok épültek. A falak vastagsága az indító szakasznál 80 cm, feljebb 45 cm, illetve 35 cm. A kiviteli és vasalási tervek készítésekor a technológia adottságaihoz alkalmazkodó megoldás született. Minden pillér felsõ részétõl lefelé azonos kialakítású és vasalású betonozási szakaszok készülnek, lehetõvé téve, hogy a falszakaszok elõre gyártott vasalási elemekbõl készüljenek. Az egy-egy falszakasz méretû vasalási elemeket egyben emelhetik a helyükre, a sarkok összekapcsoló vasalását a helyszínen szerelik be. A vízszintes diafragmák elõregyártott szerkezetûek, beemelés után helyszíni betonkapcsolattal, a kiálló vasalás segítségével, a falakkal összeépítve.


3. Az építés közbeni mérések jelentõsége


A pillérek építése közben fokozott geodéziai ellenõrzést kell végezni. Ennek célja, egyrészt, a geometria pontos betartása, hiszen a tervtõl való jelentõs eltérés a számítottól nagyobb igénybevételeket okozhat. Legalább ilyen fontos azonban a süllyedések ellenõrzése és a mérések alapján a további várható alapsüllyedések meghatározása. Ennek alapján kell ugyanis a felszerkezet magasságát beállítani, hogy a végleges állapotban a tervezett hossz-szelvényhez minél közelebbi eredményt kapjunk.


4. A híd kiegészítõ létesítményei


Az 1872 m hosszú felszerkezet egy dilatációs szakaszként készül. A hõmozgás ebbõl eredõ rendkívüli hatását tovább növeli a beton zsugorodásából és lassú alakváltozásából származó hatás, amely a hídfõknél együttesen elérheti az 1330 mm-es elmozdulást is.

A felszerkezet alátámasztására gömbsüveg felületû sarukat építettek be. A híd középsõ négy pillérén fix, a többi alátámasztásnál hosszirányban mozgó sarukat helyeztek el. A felszerkezetrõl átadódó nagy terhek miatt a szokásosnál nagyobb saruméretek adódnak, ebbõl következõen a saruk beépítésének és a saruzsámolynak a tervezése is különös figyelmet igényelt.

Meg kell említeni a híd hosszából és a 2,86 %-os hosszesésébõl származó érdekességet. Ha a híd két végén a saruk mozgó felületét a szokásoknak megfelelõen vízszintesen építjük be, a dilatációs szerkezet mozgásával ezen a szakaszon a híd hossz-szelvénye jelentõsen változtatná lejtését, ami az autópálya forgalmát veszélyeztetné. Ennek a hatásnak elkerülésére a saruk csúszó felületeit a pálya hosszesésével párhuzamosan helyeztük el, és az ebbõl adódó erõtani hatásokat az alépítmények számításánál figyelembe vettük.

A hídon elhelyezendõ passzív biztonsági berendezéseknek is szigorú elõírásoknak kell megfelelni. Az Állami Autópálya Kezelõ Rt. a kocsipálya két oldalán elhelyezendõ közúti vezetõkorlátokkal kapcsolatban ütközési kísérletekkel igazolt ütközési fokozatok betartását írta elõ. A két forgalmi pálya között H2, a híd külsõ oldalán H3, illetve a 6505 j. út felett H4 fokozatot írtak elõ. Az üzemi járda külsõ oldalán 1,20 m magas, a kézlécben drótkötéllel erõsített pálcás korlát növeli a biztonságot.

A szerkezet rendkívüli méretei szükségessé tették, hogy külön foglalkozzunk a belsõ üzemi közlekedés tervezésével. Valamennyi pillér és hídfõ és rajtuk keresztül a felszerkezet megközelíthetõ a külsõ tereprõl. A híd alatt üzemi úthálózat készül, a pilléreknél parkolóval. A hídfõk megközelítése az autópálya irányából épülõ üzemi útszakaszon történhet, a hídfõk mellett rakodórámpát alakítottunk ki. A rakodórámpán keresztül lehet az anyagokat a hídfõ, majd a felszerkezet belsejébe juttatni.

A felszerkezet szekrényének mindkét cellájában üzemi járda épült, melyen 4 t össztömegû elektromos targonca közlekedik. A targonca személyek és terhek szállítására használható fel.

A pillérek belsõ megközelítésére valamennyi pillérben acélszerkezetû üzemi lépcsõház épült. A hídkezelõi munka könnyítése érdekében a 6. és a 10. pillérekben felvonó létesült, melynek segítségével a felsõ pódium könnyebben megközelíthetõ.

A híd belsõ világítása, a jelzõfények, a felvonó, a vízkezelés és -tisztítás szerelvényei, s az üzemi hírközlés elektromos energiát igényelnek. Az energiaellátás az üzemi út mentén lefektetett kábelen keresztül jut el a pillérekbe, majd a felszerkezetbe. A légiforgalom számára a hídon kétoldalt a hét legmagasabb pillér felett jelzõfényeket helyeztek el, karbantartásuk a híd üzemi járdájáról történik.

A hídon komplett villámvédelmi rendszer készült, melynek egyes elemeit már vasszerelésekor, betonozás elõtt el kellett helyezni.

A beépítendõ közmûvek sorát a gyengeáramú rendszer egészíti ki, mely a híd belsõ hírközlését, a riasztóberendezést, a forgalmi és meteorológiai jelzésrendszer elemeit és a gépészet és elektromos berendezésekrõl érkezõ jelek továbbítását foglalja magába.


5. A híd vízelvezetési rendszere


Külön kell szólni a híd vízelvezetési rendszerérõl, melynek megoldása a híd rendkívüli hosszúsága és magassága, valamint a pálya csaknem 3 %-os hosszesése következtében különleges feladat volt.

A megoldás lényege, hogy a víznyelõkben összegyûjtött vizeket a szekrénytartó belsejében végigfutó csövekbe vezetik, majd az alsó, országhatár felõli hídfõben kialakított belsõ medencébe vezetik, ahonnan az a hídfõ oldalán elhelyezett nagyátmérõjû csövön keresztül azonnal távozik. A kivezetõ csõ egy vasbeton mûtárgy védelmében hagyja el a töltés vonalát, és zárt vezetékben egy vésztározó közbeiktatásával jut el a tisztító mûtárgyakhoz. A tisztított vizek folynak azután bele a köröshegyi Séd-patak vizébe.

A gyûjtõvezeték a szekrénytartó mindkét cellájában egy-egy 300, 400 és 500 mm-es gömbgrafitos öntöttvas csõbõl épült. A befogadó medencébe 600 mm átmérõjû rozsdamentes acélcsõ vezeti be a vizeket, ahol energiatörõ vályúk csökkentik a lezúduló víz energiáját.

A mûtárgyban felhasznált betonmennyiségek: alapozásban 47 123 m3, az alépítményekben 17 749 m3, a szegélyekben pedig 3229 m3. Megrendelõ: a Nemzeti Autópálya Rt., az engedélyezési tervet a Pont-TERV Zrt., a kiviteli tervet a Hídépítõ Zrt. és Pont-TERV Zrt. mint társtervezõk készítették, a generálkivitelezõ a Hídépítõ Zrt. volt.


Kulcsszavak: feszítettbeton, tanulmányterv, geotechnika, alapozás, hõmozgás, ütközési fokozat, passzív biztonság, üzemi közlekedés, belsõ hírközlés, vízelvezetés




1. ábra • A felszerkezet építésének látványterve

2. ábra • A híd általános terve

3. ábra • Pillér általános terve

4. ábra • Pillér építése kúszó zsaluzattal

5. ábra • Elõszerelt vasalás beemelése

6. ábra • Az országhatár felõli hídfõ a vízgyûjtõ medencével

7. ábra • Üzemi utak és a külsõ vízelvezetõ rendszer a tisztító medencékkel

8. ábra • A pillérek belsõ közlekedésének terve


<-- Vissza a 2008/04 szám tartalomjegyzékére


<-- Vissza a Magyar Tudomány honlapra


[Információk] [Tartalom] [Akaprint Kft.]