Az utófeszített vasbeton hidak lehorgonyzási zónáinak részletes áttekintése

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.

A globális motiváció és a francia TGV hatása

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.

Az 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. A 2011-ben átadott TGV Rhine-Rhône szakaszon már kizárólag öszvér hídszerkezeteket építettek.

Az öszvér és hibrid szerkezetek jellemzői

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. 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.

Kiterjesztett alkalmazás más országokra

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. Ebben a hídban a TGV vonalakon alkalmazott kialakítástól kismértékben eltérő szerkezeti kialakítások is vannak (például háromszög-merevítés a gerinc- és övlemezek között, ferde síkú együttdolgoztató csapos kapcsolat). Jelenleg ez a legnagyobb támaszközű ilyen típusú hídszerkezet, melynek szerkezeti magassága 4,2 m (L/15,1).

[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. 2001.
[3] Millanes, F, Pascual, J.: Arroyo de las Piedras viaduct, 2003.
[4] Kövesdi, B, Alcaine, J, Dunai, L, et al.: Interaction behaviour of steel I-girders, 2014.
[5] Jáger, B., Dunai, L., Kövesdi, B.: Trapéz­lemez gerincű tartók vizsgálata, 2015.
[6] Bertagnoli, G.: Prestressed composite box girder bridges with corrugated web, 2010.

A hidak tervezési alapjai és gyakorlata

A tárgy célja, tartalma és a szerkezeti felépítés ismeretében a hídépítés világába vezető bevezetést adunk, kiemelve a hidak történeti és esztétikai vonatkozásait, a hídépítés alapjait, a vasbeton szerkezetek típusait, a méretezés alapjait és az üzemeltetés kérdéseit. A feladatok között szerepel a vasbeton szerkezetek osztályozása, a pálya átvezetésének részletezése, a hídfők és pillérek alapozási megoldásai, valamint a monolit és előregyártott felszerkezetek összehasonlítása. A feszített vasbeton és a vasbeton felszerkezetek összehasonlításai is fontos tanulságokat hordoznak a hosszú távú üzemeltetésre és költséghatékonyságra nézve.

A modern vasúti hídépítésben a gázelnyelés és a tartóelemek kapcsolata egyre fontosabb szerephez jut, és a teljes hosszában vasbeton fenéklemezek alkalmazása valamint a támaszkörnyezetben végzett helyszíni betonozás lehetővé teszi a nagyobb ellenállást a nyomó- és nyírási hatásokkal szemben. A rail-vasúti hidak tervezésekor kiemelten fontos a hosszú élettartam és a költséghatékony üzemeltetés, amelyet a modern öszvér és hibrid megoldásokkal érhetnek el a tervezők.

tags: #utofeszitett #vasbeton #hidak #lehorgonyzasi #zonak

Népszerű bejegyzések:

• Radeco radiátorok: a funkcionalitás és dizájn ötvözete
• Praktikus kerti tárolók
• Szigetelés ellenállásának mérése
• Medence építés költségei
• Függőleges gipszkarton toldások