Bevezetés

Üzemeltetőként a hidak teherbírásának meghatározására, ellenőrzésére kézenfekvő módszer az erőtani felülvizsgálat elvégzése. A szegecselt acélhidakra vonatkozó H.4./2000 utasítás a meglévő vasúti acélhidak teherbírásának és tartósságának meghatározására szolgált megengedett feszültségek alapján. Az Eurocode szabványsorozat megjelenésével ezen utasítás felülvizsgálatra, korszerűsítésre szorult. A Vasúti Hídszabályzat részeként 2022-ben – a BME és az MSc Kft. közreműködésével, a MÁV Zrt. gondozásában – elkészült a H.1.7. utasítás, amely a „Meglévő vasúti hidak értékelése erőtani szempontból” elnevezést kapta. Az utasítás célja a meglévő vasúti hidak és szerkezeti elemeik értékelése teherbírási, fáradási, illetve szükség szerint használhatósági szempontból, figyelembe véve a szerkezetek állapotát, esetleges károsodását is. A H.1.7. utasítás az Eurocode és a 2019-ben megjelent Vasúti Hídszabályzat egyes köteteinek szemléletében – és a H.4./2000 utasítás aktualizálásával, kiterjesztésével – foglalja egységes rendszerbe a meglévő acél- és (vas)beton anyagú, illetve falazott (kő, tégla) szerkezetű vasúti hidak erőtani felülvizsgálatának, illetve értékelésének alapelvét, követelményeit valamennyi vasúti terhet viselő szerkezeti elem (felszerkezet, hídsaru, alépítmény, altalaj) vonatkozásában.

A bizottsági munkát a MÁV Zrt. központi hídüzemeltető szervezete mellett a BME Hidak és Szerkezetek Tanszéke és az MSc Mérnöki Tervező és Tanácsadó Kft. fogta össze, koordinálta. A munkában részt vettek: Solymossy Imre, dr. Szatmári István, dr. Koller Ida, Zsömböly Sándor, dr. Kövesdi Balázs Géza, dr. Szepesházi Róbert, Tóth Axel Roland és Szebényi Gergő.

Erőtani felülvizsgálat, járatási kérdések

A különféle méretezési teherre méretezett, valamint a használat során károsodott szerkezetek nem feltétlenül felelnek meg a jelenleg érvényes hídszabályzati követelményeknek.

A fentiek miatt ezen hidakat erőtanilag vizsgálni, értékelni kell a rendeltetésszerű használhatóságuk megítéléséhez. Ennek során lehet eldönteni a megengedhető forgalmi terhelés mértékét, sebességét, meghatározni a forgalom fenntartásához szükséges korlátozásokat, esetleges szerkezeti beavatkozásokat, valamint előírni rendkívüli felügyeleti tevékenység végzését.

Az erőtani felülvizsgálat lehetséges céljai:

• Nyilvántartási, illetve üzemi teherbírás igazolása.
• Üzemi vagy rendkívüli teherhez az engedélyezhető sebesség meghatározása.
• Tartósság vizsgálata a fáradási megfelelőség igazolására vagy a fáradási élettartam meghatározása.

Az erőtani felülvizsgálatnak – a H.1.7. utasítás szerint – az alábbi szintjeit különböztethetjük meg mind a felszerkezet, hídsaruk (F), mind az alépítmény, altalaj (A) vonatkozásában:

• F1. és A1. Összehasonlító szakértői mérlegelés teherszinten.
• F2. és A2. Összehasonlító vizsgálat igénybevétel-szinten.
• F3. és A3. Ellenőrzés közelítő számítással.
• F4. és A4. Összehasonlító vizsgálat részletes számítás alapján.
• F5. és A5. Ellenőrzés részletes számítással.

A különféle felülvizsgálati szintek megalapozott alkalmazásához a vizsgált szerkezet adott mélységű ismerete is szükséges, amely helyszíni szemrevételezéssel, valamint a főbb geometriai méretek és a korróziós állapot ellenőrzésével, célvizsgálat elvégzése által, esetleg monitoringrendszer alkalmazásával történhet.

A teherbírás kimutatására, igazolására irányuló erőtani felülvizsgálat során különféle forgalmi terhek (függőleges járműterhek) alkalmazása merülhet fel igazolandó teherként, amelyek lehetnek:

• VHSz H.1.2. utasítás szerinti ideális tehermodellek (LM71, K, SW/0, SW/2);
• tényleges járműterheket helyettesítő típusjárművek (beleértve az MSZ EN 15528 szerinti, EN-vonalkategóriákat reprezentáló típusjárműveket is);
• tényleges járművek (valós tengelyterhekkel és tengelyelrendezéssel).

Az eltérő méretű, tengelyelrendezésű és tömegű járművek járatásával kapcsolatos feladatok szakági összefogója a MÁV Zrt. PLI Híd Osztálya. A járatási eljárás célja a megszokottól és mindennapostól eltérő, jellemzően túlsúlyos és/vagy űrszelvényből kilógó keresztmetszetű rendkívüli járművek (például trafószállító jármű) (1. ábra) közlekedtetési feltételeinek vizsgálata, meghatározása. Amennyiben egy vasútvonalon a vonalra jellemző vonal-osztálytól nagyobb tengely-, illetve folyóméter-terhelésű járművek közlekedtetését tervezik, akkor a műtárgyak tételes vizsgálatát el kell végezni és a műtárgyak teherbírása, állapota alapján kell nyilatkozni a közlekedtetés feltételeiről. Többnyire összehasonlító szakértői mérlegelést végzünk el teherszinten (első szint) és/vagy igénybevételszinten végzünk összehasonlító vizsgálatot (második szint) a felszerkezetre, illetve a már korábban elkészült, H.4. utasítás szerinti statikai számításokat vesszük alapul.

A felszerkezet teherszinten végzett összehasonlító szakértői mérlegelése (F1) olyan, mérnöki szemlélettel végzett erőtani felülvizsgálat, amely a korábban igazolt (függőleges) méretezési/nyilvántartási teher (és sebesség), valamint az igazolandó (függőleges) teher és sebesség összevetése alapján alkalmas a felszerkezet függőleges járműteherrel szembeni ellenállásának közvetett igazolására és az engedélyezhető sebesség megadására.

A szakértői mérlegelés alapján a megfelelőség akkor jelenthető ki az igazolandó teher és a hozzá tartozó engedélyezhető sebesség (IT) vonatkozásában, ha azok mértéke egyértelműen nem haladja meg a korábban igazolt méretezési/nyilvántartási teher (és sebesség) (MT) mértékét (figyelembe véve a módosító tényezőket, valamint az előírásra kerülő üzemeltetői intézkedéseket):

A felülvizsgálat következő szintje a felszerkezet igénybevételszinten végzett összehasonlító vizsgálata (F2), ami olyan közelítő erőtani felülvizsgálat, amely a korábban igazolt (függőleges) méretezési/nyilvántartási teher (és sebesség), valamint az igazolandó (függőleges) teher és sebesség gerendatartón okozott mértékadó igénybevételeinek összevetése alapján alkalmas a felszerkezet, szerkezeti elem, szerkezeti kapcsolat függőleges járműteherrel szembeni ellenállásának közvetett igazolására.

Az összehasonlító vizsgálat keretében az egymásnak megfeleltethető mértékadó igénybevételeket kell összevetni!

Az összehasonlító vizsgálat alapján a megfelelőség akkor jelenthető ki az igazolandó teher és a hozzá tartozó engedélyezhető sebesség vonatkozásában, ha az okozott mértékadó nyomaték, illetve reakcióerő (YIT) nem haladja meg a korábban igazolt méretezési/nyilvántartási teher (és sebesség) okozta mértékadó nyomatékot, illetve reakcióerőt (YMT) (figyelembe véve a módosító tényezőket, valamint az előírásra kerülő üzemeltetői intézkedéseket):

Mindkét módszer alapvetően az üzemeltető számára nyújt gyors, egyszerű és erősen közelítő eszközt arra, hogy döntést hozhasson a hídon át közlekedtetni tervezett típusjárművek vagy tényleges járművek közlekedtetési feltételeinek meghatározására. A módszerek alkalmazásának feltétele, hogy

• egyértelmű és ellenőrizhető információ legyen a felszerkezet méretezési/nyilvántartási terhére vonatkozóan;
• kijelenthető legyen, hogy

o a szerkezeten nincsenek a méretezési teherbírást kedvezőtlenül befolyásoló, illetve a felszerkezet terv szerinti hosszirányú mozgását megakadályozó hibák, hiányosságok, méreteltérések,

o a híd alépítményén nincs a felszerkezet teherviselését befolyásoló károsodás.

Megfelelőség esetén az igazolandó teher adott sebességgel történő közlekedtetése engedélyezhető a hídon. Nem megfelelőség esetén újra elvégezhető az összehasonlító szakértői mérlegelés/vizsgálat a sebesség csökkentésével, illetve megtiltható az igazolandó teher közlekedtetése. További lehetőség magasabb szintű erőtani felülvizsgálat végzése (F3–F5), amelyek akár a szerkezeti károsodások figyelembevételére és a javasolt szerkezeti beavatkozások előzetes igazolására is alkalmasak lehetnek. Ezek a részletes számításon alapuló vizsgálatok azonban már jellemzően túlmutatnak az üzemeltetői lehetőségeken, így külső szakértők, tervezők bevonását igénylik.

A H.1.7. utasításban szereplő, meglévő vasúti hidakra vonatkozó erőtani ismeretek, követelmények nemcsak az üzemeltető, hanem a tervező kollégáknak is segítséget, iránymutatást nyújtanak az erőtani felülvizsgálat elkészítéséhez.