Közvágóhíd megállóhely vasúti műtárgy tervezése
Tendertervi koncepció tervezése
A felszínhez képest közel 25 m-es magasságig ívelő, merev „sütirácsos” acél ívhíd, 147 m-es támaszközével – monumentális mérete miatt – már városképi szempontból is figyelemreméltó (1. ábra). A látványterveken kifejezetten jól, igényesen nézett ki a szerkezet és a megállóhely, külön érdekes eleme volt a peronfedést biztosító „levéltartó”. Felmerülhet a kérdés, hogy miért ilyen nagy a támaszköz. A tárgyi híd a Soroksári út mellett áthidalja a tervezett H6-H7 HÉV projekt föld alatti Közvágóhíd állomását is. A HÉV-megálló építésének egyik feltétele, hogy a pesti nagy átmérőjű főgyűjtő csatornát ki kell váltani. A Közvágóhíd vasúti híd tervezése megelőzte a H6-H7 tervezése projektet, ezért a támaszok kitűzése során az előzményes tervező helyet hagyott a főgyűjtő akkor még pontosan nem ismert kiváltásának is. Ebből adódhatott a 147 m-es támaszközű vasúti acélhíd, amely a megállóhely épületfunkcióit is magába foglalta.
A részlettervezés során több kihívással is szembesültünk, amelyeket az alábbiakban részletezünk.
Szerkezeti kialakítások
Eredetileg hatszögletű keresztmetszetű főtartó felső övet, annak rácsrúdcsomópontjait, rácsrúdszelvényeit statikai, konstrukciós, illetve gyárthatósági szempontok miatt át kellett formálnunk (2. ábra). A főtartót statikailag úgy tudtuk megfeleltetni, hogy az ágyazatátvezetéses vasúti felépítményt a sokkal könnyebb rugalmas hosszvályús felépítményre cseréltük. A peronfedés tervezetten ponyvaanyagú, amelyet egy úgynevezett levéltartóra kell kifeszíteni. Az említett levéltartókat a híd másodlagos főtartójaként kellett számítás szerint igénybe vennünk, továbbá a globális stabilitás szempontjából a nyomott főtartó ív megtámasztásaként is szolgált. A levéltartó alkotólemezei a geometria miatt torz lemezeket eredményeztek. A lemez torzításának kivitelezése a kívánt alakra történő kényszerítéssel vagy sík háromszöglemezekből valósulhatott volna meg. A lemezek kényszerítése a gyakorlatban azt jelenti, hogy a gyárban egy adott keresztmetszet összeállításakor a lemezek éleit, sarkait hidraulikus sajtókkal vagy betonsúlyokkal préselik egymáshoz.
(Főmterv Zrt.)
Részletes dinamikai vizsgálat
Eddig nem volt precedens esetünk a részletes dinamikai vizsgálatra, mivel a szabvány 100 m-nél nagyobb fesztáv esetén írja azt elő. Az analízishez a Sofistik program úgynevezett dyna modulját használtuk. A dinamikus vizsgálat során 12-féle vonattípust hat különböző sebességgel léptettünk át a hídon, 1/100 másodperces időlépésekben. Az egyes vonatátfutások elmozdulás- és gyorsulás-időtörténeteinek vizsgálata alapján kijelenthető volt, hogy a vonatokkal történő gerjesztés következtében rezonancia jelensége nem lépett fel. Ezenkívül még az egyes keresztmetszetek dinamikus igénybevételeit ellenőriztük, de majdnem minden esetben a szabványos vonattal (LM71) számított igénybevételek voltak a mértékadók.
Mozgólépcsők, lépcsők
A peronra történő feljutáshoz szükséges szerkezetek, például a mozgólépcsők, funkcionális és utasáramlási okokból olyan pozícióba kerültek, ahol a hídnak több cm-es függőleges mozgása van, továbbá – mivel ferde a hídvég és kétvágányú a hídszerkezet – még csavarodik is. A mozgólépcső egy gépészeti berendezés, amely milliméteres tűrésen belüli eltéréseket tolerál működés közben, ezért a híd mozgásaitól mentesíteni kellett a feltámaszkodási pontot. Ezt ugyan megoldhatónak találtuk egy egyedi himbás, összetett saruszerkezettel, az üzemeltetés ugyanakkor tartogatott volna magában kockázatokat.
Takart részek
A megállóépület a műtárgy alatt helyezkedik el, amelyet – akusztikai és rezgésvédelmi szempontól – indokolt volt az acélhídtól teljesen elszigetelni. Ez a gyakorlatban egy közel 50 cm vastag akusztikai álmennyezetet eredményezett. A megállóépület „élhető” belmagasságot igényelt, ezért közvetlenül az acélszerkezet alsó síkja alá kényszerült az álmennyezet, ami a híd vizsgálatát jelentősen megnehezítette volna. Végül az üzemeltető elfogadta ezt a kialakítást, ami azonban több nyitható nyílás kialakításával, illetve bizonyos elemek végleges eltakarásával járt volna.
Koncepcióváltás
A bevezetésben említettem, hogy felmerültek olyan körülmények, amelyek a műtárgy és a megállóhely koncepciójának megváltoztatását tették szükségessé. Egyik körülmény, hogy a H6-H7 tervezése olyan fázisba került, hogy láthatóvá vált a főgyűjtő kiváltásának pozíciója. A másik, hogy a nagy nyílású, két darab kétvágányos hídszerkezet nagy tömegű acélszerkezetének (~2×4500 t) megépítése időbeli ütemezés tekintetében kritikus útra került a kivitelezői ütemtervben, a véghatáridőt is veszélybe sodorva. Ezért a kivitelezővel egyeztetve végül egy teljesen új műtárgyszerkezet tervezését irányoztuk elő. Az új koncepció kiindulási feltétele az volt, hogy a megállóhely funkciót egy különálló műtárgyba helyezzük, illetve a fentebb említett, főként üzemeltetési kockázatokat minimalizáljuk. Az eddigihez képest egy kisebb támaszközű acélszerkezetet, illetve egy háromtámaszú vasbeton szerkezetet terveztünk, amely alatt a megálló funkciók kapnak helyet. A kisebb acélhíd és a vele párhuzamosan is építhető vasbeton felszerkezet a kivitelezési idő szempontjából is kedvezőbb. Az új koncepciót az építtető ÉKM végül 2023 decemberében elfogadta. 2024 tavaszán pedig elkészítettük az engedélyezési terveket, a kiviteli és technológiai tervezés jelenleg folyamatban van.
Az új szerkezet bemutatása
A tervezett új híd két hídrészből áll:
- a Soroksári utat, a 2-es villamost és az FCSM-főgyűjtőt, illetve annak kiváltó nyomvonalát áthidaló 108,00 m-es támaszközű rácsos szerkezetű acélhídból, valamint
- a tervezett megállóhelynek helyt adó, háromtámaszú (29,50+26,00 m) monolit vasbeton szerkezetű hídból.
A felszerkezetek egyenként kétvágányúak, középperonos kialakításúak. Mindkét hídrészre peronfedés támaszkodik. A peronfedés szerkezeti kialakítása olyan, hogy ne dolgozzon együtt a felszerkezetekkel, tehát hosszirányban több szerkezeti egységre oszlik. Így a peronfedés és a műtárgyak erőjátéka tiszta, egyértelmű. Az új koncepció építészeti tervezését a CÉH Zrt. végzi. A peronfedésre számos koncepciót kidolgozott az építész tervező, végül az üzemeltető egy egyedi, háromszög formákból kialakított fedést választott ki. Ezután összeültünk az építészekkel annak érdekében, hogy a peronfedés és a műtárgy kellő összhangját megteremtsük, amelynek eredménye a 3. ábrán szereplő híd és peronfedés együttese lett. Véleményünk szerint egy modern, látványos megállóhely alakul így ki, amely a környezetével is összhangban van.
Az acélfelszerkezetek alsópályás, V rácsozású, ortotróp pályaszerkezetű hidak, ágyazatátvezetéses vasúti felépítménnyel. A főtartó alsó és felső öve zárt keresztmetszetű (nem járható) szelvényekből áll, a rácsrudak I-keresztmetszetűek. Egyedisége a felszerkezetnek, hogy a felső öv nem párhuzamos az alsó övvel: a kezdőponti támasznál 15 m, a végponti támasznál 9 m magasságú. A kezdőpont irányában a felső öv túlnyúlik egy rácsrúdközzel. A rács-rúdközök a megállóhelytől kezdve egyre növekednek, a főtartó felső öv emelkedésével összhangban. Tekintettel arra, hogy az acélfelszerkezeten csak peron funkció kap helyet, az így alulról teljes hosszában hozzáférhető és vizsgálható lesz majd szokásos módon.
A vasbeton felszerkezetek süllyesztett pályás monolitszerkezetek, két U alakú keresztmetszetből és az azokat összekötő peronlemezből állnak. A szélső vasbeton felülbordák magassága 250 cm, szélessége 110 cm, amelyek méretben és vonalvezetésben megegyeznek az acélfelszerkezetek alsó öveinek magasságával. A vasbeton felszerkezetek az alépítményekkel nyomatékbíróan kapcsolódnak össze, tehát nincsenek hídsaruk alul, ahol a megállóhely-funkció helyet kap. A vasbeton födémszerkezet zaj szempontjából és fenntartás szempontjából is kedvezőbb, mint a korábbi verzió acél pályaszerkezete. A mozgólépcső, lépcső, lift érkezése a vasbeton szerkezetre került, amelynek függőleges mozgásai a kisebb fesztáv miatt is csak mm-es nagyságrendűek.
Összefoglalás
Sokat dolgoztunk azon, hogy a tendertervben szereplő, látványterven megnyerő, nagy nyílású acélhíd tényleges szerkezeti megoldások tekintetében is megfelelő legyen, emellett olyan, erőtani számítások tekintetében hasznos fejlesztéseket (például részletes dinamikai számítás) is véghez vittünk a tervezői oldalon, amelyeket a későbbi munkáinkban tudunk majd hasznosítani.
Végül a fővállalkozó V-Híd Zrt. támogatásával – az időközben megváltozott körülmények hatására – a tendertervi műtárgy helyett kitaláltunk egy olyan új szerkezetegyüttest, amely több szempontból (például üzemeltetés) kompromisszumos megoldások helyett egyértelműen jobb megoldásokat tartalmaz, illetve kivitelezése is kedvezőbb feltételekkel valósítható meg. Megjelenés tekintetében a CÉH Zrt.-vel közösen pedig egy olyan koncepciót dolgoztunk ki, amely egy modern, a tervezett kiemelt jelentőségű megállóhelynek megfelelő színvonalú látványvilággal rendelkezik, illetve a környezetbe is beilleszkedik.