A cikk szerzője:

Álló László tartószerkezeti és hidász mérnök
Főmterv Zrt.

A Déli összekötő vasúti Duna-híd (7. rész) – Technológiai tervezés

A Déli összekötő vasúti Duna-híd hazánk legfontosabb, egyben legforgalmasabb vasúti hídja, amelynek cseréjét indokolja felszerkezeteinek kora, leromlott állapota. A beruházás célja emellett a kapacitásbővítés is, hiszen a meglévő két felszerkezet cseréje mellett egy harmadik is épül, amely egy nagyobb léptékű vasútfejlesztési projekt, a Déli körvasút egyik első, fő alkotóeleme is egyben. A beruházás építtetője a NIF Zrt., a kivitelező a Duna Aszfalt Kft., a tervező pedig a Főmterv-Kontúr Csoport Konzorcium. Cikksorozatunk 7. része a híd technológiai és gyártmánytervezésének körülményeit és az átépítés tervezett menetét mutatja be. Az átépítés jelenleg is nagy erőkkel zajlik: a felszerkezeteket gyártják, előszerelik, a helyszínen pedig számos előkészítő munka folyik, amelyek a felszerkezetek helyszíni szerelését teszik majd lehetővé.

A hídszerkezet gyártása, előszerelése

A gyárban összeállított, maximum 20-25 m hosszú acélszerkezetű gyártmányok (pályaszerkezet, felső öv, rácsrudak, tartozékok stb.) közúton érkeznek a szerelőterületre, ahol különböző műveleteket követően áll össze úsztatási egységgé a szerkezet, hasonló módon, mint egy nagy gyártósoron (4. ábra).
A híd előszerelésére a legkézenfekvőbb terület a kivitelező részére egy csepeli szerelőterület lett, ott zajlik jelenleg is a felszerkezet elemeinek összeállítása. Onnan fogják az elemeket felhajóztatni a Dunán a beépítés helyszínére.
A gyárból érkező elemeket trélerekről bakdaruk veszik át, majd vízszintes pozícióban összeállítják az egyik főtartósíkot. Ezután egy nagy teherbírású daruval felállítják a fél szerkezeti egységet, majd hosszillesztést követően teljes keresztmetszetű, 20-25 m hosszú hídegységgé alakítják. A végső bevonatrendszer felhordását követően ezen egységből 4 db-ot helyeznek bárkára, amelyek keresztillesztését követően a 80-90 m hosszú úsztatási egységeket összeállítják (5. ábra).

5. ábra. Az úsztatási egység összeállítása (Fotó: Szikszay Ágnes)6. ábra. Bárka­áta­la­kí­tás az üzemben
Az új, közel 500 m hosszú felszerkezet 6 db úsztatási egységből áll. Ezek a lehető leghosszabb elemek, amelyekkel a pillérek közti szabad nyílásba be lehet hajózni. Az úsztatási egységeket a TS80 jelzésű bárkákon állítják össze, majd úsztatják a felvíz irányába.
A felsorolt műveleteket részletesen ki kellett dolgoznunk az egyes elemekre, illetve az adott folyamathoz szükséges segédszerkezeteket is meg kellett terveznünk (emelési módok, emelési segédszerkezetek, kötélhosszak, forgatási és mozgatási berendezések, különböző alátámasztások stb.).

Helyszíni szerelés és segédszerkezeteinek tervezése

A helyszínre szállított úsztatási egységeket össze kell állítani a meglévő hidak között rendelkezésre álló hézagban. A folyami úszódaruk ezekre a műveletekre nem jöhetnek szóba, hiszen a meglévő hidak felett nem tudják átemelni az új szerkezetet, ezért egy új, egyedi emelőberendezést kellett tervezni az alulról történő felemelés céljára. Korábban hazai hídépítések során gyártottak és használtak már egy bizonyos úszó emelőmű berendezést, de az – annak működési elve és méretei miatt – jelen körülmények között nem jöhetett szóba, ezért más elvek mentén kellett újat tervezni.
A tervezett úszó emelőmű berendezés két részből áll, egy vízen úszó, egyedileg átalakított bárkából és magából az emelőberendezésből.
Az emelőberendezésnek alkalmasnak kellett lennie arra, hogy a meglévő hidak alatt behajózzon (magassági kötöttség), majd onnan felemelje a szomszédos hidak közti résbe az adott hídelemet (szélességi kötöttség).
Tekintettel arra, hogy egy egyvágányú vasúti hídszerkezet viszonylag keskeny (5,2 m a főtartók távolsága), annak letámasztása egy – általában a felületen egyenletesen megoszló teherre felkészített és méretezett – bárkára egy viszonylag nagy és koncentrált terhet jelent, ezért a kivitelező által használni kívánt 40 m hosszú, TS40-es bárkát át kellett alakítani annak érdekében, hogy a bárka közepére ható koncentrált terhet el lehessen osztani hosszirányban. Adná magát a megoldás, hogy a bárka hossztengelyével párhuzamosan teherelosztó gerendákat tegyünk a fedélzetre, de a hidak alatt rendelkezésre álló szűkös magasság miatt a hosszirányú teherelosztást be kellett vinni a fedélzet alá, a bárka saját tartószerkezeti rendszeréhez azt pedig hozzá kellett illeszteni. Továbbá a mértékadó terhelés hatására merülési korlátokat is súrolt az eredeti bárka, amellyel a manőverezés nehézkes lett volna, ezért az általunk előkészített több változat mérlegelését követően azt a verziót választotta a kivitelező, amiben két TS40-es bárkát hossztengelyére merőlegesen, középen kettévágunk és betoldunk egy 12 m-es újonnan gyártott darabot. Az így kialakuló 52 m hosszú bárkatestet a viszonylag nagy koncentrált teher viselésére és a teher hosszirányú elosztására alkalmasra terveztük, és a nagyobb felhajtóerő miatt a merülési korlátoknak is sikerült megfelelni. Az új bárka neve a TS40 helyett – annak megnövelt hossza miatt – TS52 lett. A felsoroltakon kívül kisebb lokális erősítések is szükségesek voltak a meglévő bárka fedélzetén és fenékszerkezetén, amellyel az átmenetet biztosítani tudtuk az új és meglévő részek között. A döntéssel jelentős időt lehetett megtakarítani, hiszen komolyabb teherviselő elemek beépítése a meglévő bárkába egyrészt aprólékosan, másrészt rendkívül nehéz körülmények között lett volna kivitelezhető, ehelyett gyári körülmények között, előre legyártott bárkaszekcióval egészült ki a meglévő bárka (6. ábra).
A két TS52-es bárka megerősített fedélzetén kap helyet az emelési műveletet végző emelőmű berendezés, amely közvetlenül a fedélzetről emeli majd fel a 9 m magas felszerkezeti elemeket – vízállástól függően – maximum 15 m magasságba. Az emelőmű négy, közel 1 m × 1 m alapterületű toronyból áll, amelyeket bizonyos magasság elérését követően rácsozással kell ellátni. Egy torony 30 cm-es magasságú kazettákból épül fel, amelyekből egy elem behelyezhető vagy alulról kivehető egy egyedi indítószerkezet segítségével (7. és 8. ábra).

7. ábra. Az átalakított bárka az emelőművel8. ábra. Az emelőműpróba (Fotó: Szikszay Ágnes)
Tekintettel arra, hogy a hídelemeket a part felett is mozgatni kell, a Duna két partélébe, valamint a hídfők környezetébe segédjármok épülnek, amelyek fogadni tudják az úszó emelőmű által pozícióban tartott hídszerkezetet, majd azt annak hossztengelyével párhuzamosan pedig mozgatni (9. ábra). Többször előfordul majd, hogy a parti jármokon lévő mozgató berendezéseknek és az úszó emelőműveknek szinkrónban kell mozogniuk, amely műveleteket kiemelt óvatossággal kell végrehajtani.
Miután a felszerkezet elemeit felemelik és helyére tolják, azok illesztését is el kell készíteni. A helyszíni kapcsolatokat részben hegesztett, részben feszített csavaros kapcsolattal terveztük. A felszerkezet teljes hosszában történő összeállítását követően kell a vasúti pályát és a hídtartozékokat a kivitelezőnek megépíteni és felszerelni. A kész hídra ezután ráterelik a vasúti forgalmat, majd megkezdődhet a következő híd cseréje.
A közel 400 m hosszúságú meglévő mederhíd-felszerkezetek bontása hasonló technológiával tervezett, mint az újak építése. A már bemutatott úszó emelőmű segítségével a pillérek közti szabad nyílásban a lehető leghosszabb elemeket kell elvágni és leereszteni, majd kihajózni a híd árnyékából. Egy adott mederhíd bontása és a pillér magasítását követően folytatódik a szerelés a következő új felszerkezet építésével, egészen a három új szerkezet megépítéséig.

9. ábra. Az úsztatási egységek bejuttatása a beépítés helyére

Összefoglalás

Nagyon hasonló szerkezetek is épülhetnek teljesen más módon, a helyszíni adottságok, a megrendelő elvárásai és a kivitelező gyakorlata függvényében – például: északi vasúti Duna-híd, szolnoki vasúti Tisza-híd és a Déli összekötő vasúti Duna-híd. A lehetséges, illetve célszerű építéstechnológia kiválasztása döntő fontosságú a hídtervezésben.
Jelen átépítés nem mindennapi körülmények között zajlik, de sikerült az építtetővel előkészíteni, majd a kiválasztott vállalkozóval közösen részletesen kidolgozni egy olyan építéstechnológiát, amellyel a kétvágányos forgalomfenntartás és a határidőre történő munkavégzés is reálisan tartható.

A cikk folytatódik, lapozás:« Előző12
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2020 / 5. számában.
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 | ©