CON/SPAN előre gyártott vasbeton hídelemek

A Rákos (kiz.)–Hatvan (kiz.) vasútvonal korszerűsítése során a 80. számú vasútvonal 218+45, 225+90 és 277+98 hm szelvényeiben lévő 5,40, 4,00, 5,60 m szabad nyílású Rákos-patak feletti teknőhidak elbontását követően, 2019 nyarán helyükre egységesen 8,05 m nyílású CON/SPAN típusú előre gyártott vasbeton héjelemes hídszerkezetek épültek [1]. Az elemeket a Viacon Hungary Kft. lengyelországi gyártóüzemében gyártották, majd közúton szállították a beépítés helyszínére. Az íves hídelemek 2,43 m szélesek, betonminőségük C50/60–XC4–XD3–XF4–XA1–16–S3, vasalatuk hagyományos, feszítés nélküli. A karcsú, 25 cm-es lemezvastagságot az teszi lehetővé, hogy az ívek melletti/feletti megfelelően kialakított háttöltés az ívvel együtt dolgozva részt vesz annak teherviselésében (1. ábra).

Az alapozás 30×30 cm keresztmetszetű vert cölöpökkel történt, amelyek tetején monolit vasbeton cölöpösszefogó gerendák készültek. Az ívben keletkező vízszintes erőket a cölöpsorokat összekötő 40×60-75 cm keresztmetszetű előre gyártott vasbeton vonórudak veszik fel, amelyek melegen hengerelt U120 acél nyírófogakkal csatlakoznak a cölöpösszefogókba. Az építési helyszínre szállított CON/SPAN elemeket autódaruval emelték rá az elkészült cölöpösszefogó gerendákra, keményfa ékek közbeiktatásával (2. ábra). Az így létrejövő hézagokat PCC aláöntő habarccsal töltötték ki, így biztosítva az elemek egyenletes felfekvését. A MÁV kérésére az ívekben három helyen méretezett együtt dolgoztató fogak kerültek kirekesztésre, amelyeket az elemek elhelyezése után kibetonoztak.

A gyártó ajánlása szerint elegendő az ívek illesztési hézagainak sávszerű leszigetelése, de a korábbi üzemeltetési tapasztalatok és a 100 éves elvárt élettartam biztosítása érdekében a vasút üzemeltetője kérte a műtárgy teljes felületének vízszigetelését, amely két réteg modifikált bitumenes lemezzel és egy réteg geotextil védelemmel valósult meg. A szárnyfalak és a homlokfalak monolit vasbeton szerkezetből készültek, amelyek együtt dolgoztatására a szélső előre gyártott elemekbe kihajtható betonacél tüskéket betonoztak be. A vízszigetelés ezekre a szerkezetekre is fel lett hajtva. A hidak alatt átvezetett Rákos-patak-medreket betonba rakott mederlap burkolattal látták el. A felügyeleti és fenntartási munkák megkönnyítésére egyoldali mederpadkát építettek (3. ábra).
A vasúti pálya és ezzel együtt az új műtárgyak első forgalomba helyezése 2019 decemberében történt. Az azóta eltelt több mint másfél év során szerzett vasút-üzemeltetői tapasztalatok kedvezők, az újszerű CON/SPAN hídszerkezeteken káros alakváltozás, repedés, egyéb károsodás nem volt tapasztalható. A szerkezettípus alkalmazásának legfőbb előnye az üzemi előregyártásból adódóan a rövid építési idő, az elemek méretpontossága, illetve jó betonminősége. Hátrányként a nagyméretű elemek szállítási nehézségeit, valamint az egyes elemek közötti hézagok szigetelésének esetleges meghibásodását és az ebből adódó beázásokat lehet megemlíteni.

Érdi összekötő vágány Velencei út feletti hídja

A 30-as és a 40-es vonalak közvetlen összekötésére irányuló „Érd-Érd alsó összekötő vágány kivitelezési munkái” tárgyú projekt keretében a 12+93,71 hm tervezett szelvényben az érdi Velencei út áthidalására új, 16,63 m szabad nyílású szegélybordás vasbeton híd épült. A műtárgy a 40-es vonal 182+53 hm szelvényben lévő acélhidak közvetlen szomszédságában új nyomvonalon található. Az áthidalt közút útpályaszintjének lesüllyesztésére a közműérintettségek miatt nem volt lehetőség, ezért a műtárgy tervezése során a 4,70 m-es szabványos közúti űrszelvény biztosítása csak speciális, alacsony szerkezeti magasságú kialakítással volt lehetséges. További kötöttséget jelentett, hogy a közúti forgalmat az építés időtartama alatt is biztosítani kellett, emiatt olyan építéstechnológiára volt szükség, ami a legkevesebb közúti zavartatással jár. A Speciálterv Kft. az előzőek biztosítása érdekében a korábbi terveket [2] módosította részben előregyártott, feszített, acél tartóbetétes áthidalószerkezetre. A híd két főtartója szegélybordás kialakítású, amelyekben egy-egy merev acél tartóbetét található (4. ábra).

A főtartókat üzemi körülmények között részben előre gyártották, oly módon, hogy a betonkeresztmetszetük külső, tartóbetétgerinctől kifelé eső részét a gyártóüzemben bebetonozták. A főtartók között elhelyezkedő 30–38,5 cm vastag pályalemez középső, 14,40 m hosszú szakasza szintén előre gyártott pályatáblákból áll. A betonminőség a teljes felszerkezeten C45/55-XC4-XF2(H)-XV1(H)-16-F3. Az előre gyártott elemekbe a gyártás során műanyag feszítőkábel-csatornákat helyeztek el. Az elkészült síkalapozású hídfőkre először elhelyezték a két előre gyártott főtartót, majd azok közé – a tartóbetétek alsó övére támasztva – a pályatáblaelemeket. Ezután kibetonozták a főtartók helyszínen készült részeit, és a monolit pályalemezszakaszokat. A beton szilárdulása után befűzték a 12 darab csúszóbetétes feszítőkábelt, amelyek közül négy-négy darab a főtartókba, négy darab pedig a pályalemezbe került, majd elvégezték a feszítést.
A tervezés során a szerkezeti magasság minimalizálása elsődleges szempont volt. A vasúti pálya átvezetésénél emiatt az ágyazatátvezetéses megoldás nem jöhetett szóba. A folytonos rugalmas ágyazású (hosszvályús) felépítményi kialakítás az üzemeltető által szintén elvetésre került, mivel a kis sugarú (R=350 m) ív miatt a szokásosnál erősebb sínkopás és ebből kifolyólag gyakoribb síncsere volt prognosztizálható a hídon, ami fenntartási nehézségekkel járt volna. Mindezek okán a választás, az üzemeltetővel egyeztetve, betonlemezbe ágyazott, magánaljas rugalmas diszkrét sínleerősítésre esett, amelynek pontos típusa Rheda 2000. A rendszer vasbeton magánaljai egymáshoz vasalással kapcsolódnak, így biztosítva a nyomtávot (5. ábra).

A beépítés során a kapcsolószerekkel felszerelték a sínszálakra a magánaljakat, majd egy kalodaszerkezet segítségével a híd pályalemezén elhelyezték a vágánymezőt, és geodéziai módszerekkel megtörtént a magassági és vízszintes vonalvezetés pontos beállítása. A pályabeton betonacél szerelése és a vágány elhelyezése után betonozták be a vágányt a végleges pozíciójába. A híd előtt és után hagyományos, zúzottkő ágyazatos vágányszakaszok épültek a csatlakozó szakaszon felülbordás vasbeton kiegyenlítőlemezekkel.
A hídszerkezet kialakítása újszerű, mivel előre gyártott szerkezeti elemek épültek össze monolitikus vasbeton szerkezetekkel, utófeszítéssel kombinálva (6. ábra). Emiatt az üzemeltető szükségesnek látta, hogy a hídszerkezet viselkedése véglegesen telepített monitoringeszközökkel folyamatosan meg legyen figyelve. Ezért a híd acél- és vasbeton szerkezetein optikai szálas deformáció- és hőmérsékletmérők lettek elhelyezve, amelyekből a mérési adatok – Érd vasútállomás egyik épületében elhelyezett – interrogátor egységen keresztül jut el a MÁV Zrt. MMR- (műtárgy monitoring rendszer) rendszerébe. A hídszerkezeten vasúti forgalom még nem zajlik, így jelenleg – a próbaterheléstől eltekintve – még nem állnak rendelkezésre üzemeltetési tapasztalatok a szerkezet teher alatti viselkedéséről.

80.vv. hídja 489+10,65 hm szelvény, Galga-híd

A Rákos (kiz.)–Hatvan (kiz.) vasútvonal korszerűsítése projekt a CON/SPAN hidakon kívül is tartalmaz újszerű elemeket. A 489+92 hm szelvényben két egyvágányú, kéttámaszú, nyílt felsőpályás, szegecselt gerinclemezes acélhídon volt a vasúti pálya átvezetve. A tender műszaki tartalmának többszöri módosítása után a műtárgyon felszerkezetcsere és a meglévő síkalapozás megerősítése (az alaptestek kitámasztásával) volt szükséges. A meglévő alapok gyenge teherbírása nem tette lehetővé ágyazatátvezetéses felszerkezetek beépítését, ezért ortotróp pályalemezes, felsőpályás hidak kerültek betervezésre az alapokra jutó igénybevételek csökkentésére. A kivitelezés során azonban, 2019 májusában, a csapadékos időjárás miatt a meglévő végponti alaptest és felmenő fal körülbelül 70 cm-t süllyedt. Emiatt szükségessé vált az alapok teljes elbontása, majd újratervezése cölöpalapozással és új vasbeton hídfőkkel. Ekkorra már az új acél felszerkezeteket legyártották, ezért nem volt lehetőség azokat áttervezni ágyazatátvezetéses kialakításúra, amely jelen esetben a vasúti pálya szempontjából előnyösebb lett volna (7. ábra).

A műtárgy átmeneti ívben fekszik, a túlemelés kifuttatása a hídra, illetve a hídhoz csatlakozó kezdőponti pályaszakaszra esik. A vágányszabályozás során a híd merev pályalemeze előtt a gépláncnak meg kell szakítani a szabályozást, amely azonban az átmeneti ív túlemelés kifuttatási szakaszán a MÁV-nál alkalmazott gépi szabályozási módszereknél többletmunkát, pontos geodéziai kitűzést igényel.
A híd acél pályalemezén a MÁV-nál korábban nem alkalmazott Pandrol Vipa SP ZLR típusú diszkrét, rugalmas sínleerősítést alkalmaztak, amely vízszintes értelemben ±20 mm, függőleges értelemben +30 mm-es szabályozási lehetőséget biztosít (8. ábra) [1, 3]. A termék nevében a ZLR rövidítés a „zero longitudinal restraint” kifejezésből ered, azaz a sínleerősítés engedi a hídszerkezet szabad hosszirányú hőmozgását, mivel vízszintes irányú szorítóerőt nem ad át a sínről a műtárgyra.
A hasonló megoldásokkal szemben törekedni kell a zúzottkő ágyazat megszakítása nélküli pályaátvezetésre a vágánykarbantartási munkák megszakítás nélküli elvégezhetősége, a pályatervezési paraméterek fenntartása érdekében.