A cikk szerzője:

Dr. Dunai László egyetemi tanár
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Jáger Bence doktorandusz
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Dr. Kövesdi Balázs egyetemi docens
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Öszvér- és hibrid szerkezetű vasúti hidak Európában

Az elmúlt két évtizedben a vasúti hídszerkezetek fejlődése területén világszerte jelentős innováció figyelhető meg, ami sok új, és szerkezeti szempontból érdekes megoldást eredményezett. A számos újítás közül e cikk az európai öszvér és hibrid (alsó és felső vasbeton övvel épült acélhidak) szerkezeti rendszerű vasúti hidak fejlődésére és jellemző kialakításaira fókuszál, melyek elsősorban a francia TGV, a német ICE és a spanyol AVE nagysebességű vasúthálózatok fejlesztése kapcsán kerültek előtérbe. Ezeken a vasútvonalakon sok öszvérszerkezetű híd épült, melyek számos szerkezeti újítást tartalmaznak, a gazdaságosabb építéstechnológia és anyagfelhasználás-csökkentés, illetve a szerkezet merevségének növelése érdekében. Az alábbiakban a szerzők ezeket az újszerű szerkezeti kialakításokat gyűjtötték össze, rendszerezték, és be is mutatják.

Tömörgerincű öszvér gerendahidak

Az európai gyorsvasúthálózatok fejlesztésének motorja általában a francia TGV hálózat fejlődése. Az elmúlt több mint két évtizedben a TGV gyorsvasúti hálózatban alkalmazott, kizárólag kétvágányú hídfelszerkezetek tervezése az öszvér- és hibrid szerkezetek megjelenésének köszönhetően nagy szemléletbeli változáson ment keresztül. Az első TGV vonalak építésekor (1983–1993 TGV North-ig) szinte csak feszített vasbeton szekrénytartós hídszerkezeteket építettek. Ezt a trendet váltotta fel az elmúlt években az öszvér és hibrid szerkezetek alkalmazása.
A 2011-ben átadott szakaszon (TGV Rhine-Rhône) rendre a kis és közepes (30–60 m) fesztávú tartományban szakaszos betolással épített acél főtartós alsó vagy felsőpályás öszvér hídszerkezeteket alkalmaztak. Az 1983-ban és 1990-ben átadott TGV East-South and TGV Atlantique vonalakon még egyáltalán nem alkalmaztak szerkezeti acélt. Az 1993-ban átadott TGV North szakaszon már közel 13 ezer t, míg a 2001-ben és 2007-ben átadott TGV Méditerranée és TGV East Europe szakaszokon már több mint 46 ezer és 25 ezer t szerkezeti acélt építettek be [1]. A 2011-ben átadott TGV Rhine-Rhône szakaszon már kizárólag öszvér hídszerkezeteket építettek.
Folytatólagos többtámaszú öszvérszerkezeteknél az elmúlt években elterjedt, hogy a negatív nyomatéki zónában, de vasúti hidaknál jellemzően a híd teljes hosszában lágyvasalással ellátott beton fenéklemezzel váltják ki az alsó szélrácsozatot és keresztkötéseket, ezáltal nagyobb merevséget biztosítva a szerkezetnek. Amennyiben a híd teljes hosszán vasbeton fenéklemezzel épül a felszerkezet, akkor általában előre gyártott vasbeton lemezeket alkalmaznak fenéklemezként, míg kizárólag a támaszkörnyezetben alkalmazott fenéklemez esetén monolit helyszíni betonozás a jellemző. Természetesen a teljes hosszában kettős vasbeton övű szerkezeteknél is van lehetőség a támaszkörnyezetben helyszíni betonozással megnövelni az előre gyártott vasbeton fenéklemezek vastagságát, így növelve a negatív nyo­matéki ellenállást. Ezt a kialakítást vasúti hídban először a Valence és Marseille (TGV Méditerranée) szakaszon alkalmazták 2001-ben. Ez a megoldás annyira gazdaságosnak bizonyult, hogy a 2007-ben átadott Párizs és Nancy (TGV East Europe) szakaszon 9 db ilyen viaduktot, majd a 2011-ben átadott Dijon és Mulhouse-t (TGV Rhine-Rhône) összekötő szakaszon készült 12 viaduktból már 10 ilyen kialakítással készült. Ezek közé a hidak közé tartozik a Quenoche viadukt is, mely az 1. ábrán látható.

1. ábra. A Quenoche viadukt (TGV Rhine-Rhône) [7]
A híd legnagyobb támaszköze 55 m, szerkezeti magassága 3,75 m (L/14,7). Fontos megjegyezni, hogy ezekben a szerkezetekben a 30–60 m-es tá­masz­köz­tar­to­mányban egyáltalán nem alkalmaznak feszítést.
A kettős vasbeton övű szekrény keresztmetszetű szerkezeti kialakítást nemcsak a francia TGV-nél, de a spanyol AVE nagysebességű vasútvonalakon is alkalmazzák. Spanyolországban az első kettős vasbeton övű, acél síklemez gerincű kialakítást, az Arroyo Las Piedras viaduktot 2004-ben adták át a forgalomnak Córdoba és Má­laga között [2, 3]. Ebben a hídban a TGV vonalakon alkalmazott kialakításoktól kismértékben eltérő szerkezeti kialakítások is vannak (pl.: háromszög-merevítés a gerinc- és övlemezek között, ferde síkú együttdolgoztató csapos kapcsolat). Jelen­leg ez a legnagyobb támaszközű (63,5 m) ilyen típusú hídszerkezet, melynek szerkezeti magassága 4,2 m (L/15,1). Érdekesség, hogy az előre gyártott vasbeton fenéklemezek a betolást követően a támaszkörnyezetben együtt vannak dolgoztatva egymással és az acél alsó övlemezekkel, míg mezőben a pozitív nyomatéki zónában nem.

A cikk folytatódik, lapozás:1234Következő »

Irodalomjegyzék

  • [1] Calcada, R, Delgado, R, Campos, A.: Brid­ges for high-speed railways, CRC Press, 2008.
  • [2] Millanes, F.: Comparative analysis of double composite action. Launched solutions and prestressed solutions in high speed railway viaducts. Terceras Jornadas Internacionales de Puentes Mixtos, Estado Actual de su Technolo­gia y Análisis, Ed. J. Martínez Calzon, Publi­ca­ci­ones Colegio ICCP, Madrid, pp. 381–404, 2001.
  • [3] Millanes, F, Pascual, J.: The Viaduct across the ’Arroyo de las Piedras’ in the high speed line between Cordoba and Malaga: an innovative solution for the first high-speed line steel-concrete composite bridge in Spain. 5th International Symposium on Steel Bridged, ECCS-CECM, N 117, Barcelona, pp. 7–21, 2003.
  • [4] Kövesdi, B, Alcaine, J, Dunai, L, Mirambell, E, Braun, B, Kuhlmann, U.: Interaction behaviour of steel I-girders Part I: Longitudinally unstiffened girders. Journal of Constructional Steel Research, Vol. 103, pp. 327–343, 2014.
  • [5] Jáger B, Dunai L, Kövesdi B.: Trapéz­lemez gerincű tartók interakciós viselkedésének vizsgálata. XII. Magyar Mechanikai Konferencia, 2015.
  • [6] Bertagnoli, G.: Prestressed com­po­site box girder bridges with corrugated web, a critical comparison with flat steel webs. ACES Workshop: Innovative Ma­terials and Techniques in Concrete Const­ruction, Corfu, 2010.
  • [7] www.structurae.net
  • [8] Eduscol, Baccalauréat technologique STI2D, Enseignements technologiques transversaux, Sujet n°1, version 1, 2012.
  • [9] http://www.bahnarchiv.net/cpg/thumbnails.php?album=863
  • [10] http://home.uia.no/pert/data/
  • [11] http://www.fotocommunity.de/
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2015 / Különszámában.
Ha szeretne rendszeresen hozzájutni a legfrisebb számokhoz, fizessen elő a folyóiratra.
A hozzászólások megtekintéséhez vagy új hozzászólás írásához be kell jelentkeznie!
Sínek Világa A Magyar Államvasútak Zrt. pálya és hídszakmai folyóirata
http://www.sinekvilaga.hu | ©