Nagy Zsolt 1 Gál András 2 (FŐMTERV Zrt.) 1 - (MSC Kft.) 2

Átírás

1 A SZÉCHENYI LÁNCHÍD ÉS A VÁRHEGYI ALAGÚT FELÚJÍTÁSA Nagy Zsolt 1 Gál András 2 (FŐMTERV Zrt.) 1 - (MSC Kft.) 2 ÖSSZEFOGLALÁS A BKK megbízására a FŐMTERV-MSC-CÉH Konzorcium feladata a Széchenyi lánchíd és a várhegyi Alagút rekonstrukciójához szükséges tanulmány-, engedélyezési és kiviteli terveinek elkészítése. Első fázisban a tanulmányterv készült el, jelenleg folyik annak tulajdonosi, kezelői és műemléki egyeztetése. A teljes előadás a rendkívül szétágazó feladatból az alábbi területeket kívánja bemutatni: I. Közlekedési szempontok áttekintése a Belváros közúti forgalma napjainkban a Lánchíd lezárhatóságának vizsgálata a Clark Ádám tér baleseti és forgalomtechnikai vizsgálata a Várhegyi Alagút közlekedésfejlesztése a Lánchíd közlekedésfejlesztése a rekonstrukció várható ütemezése II. A híd statikai vizsgálata A láncszerkezet viselkedésének elemzése A híd teherbírásának vizsgálata A híd dinamikai viselkedése III. Örökségvédelem Az első híd ( ) A második híd ( ) A harmadik híd ( ) Beavatkozások az újjáépítés óta A tanulmánytervben vizsgált változatok bemutatása, elemzése Konklúzió Jelen cikk az előadás II. és III. részét foglalja össze. KULCSSZAVAK: örökségvédelem, Lánchíd, rekonstrukció A Széchenyi lánchíd 1839 és 1849 között épült meg, korának kiemelkedő mérnöki és építészeti alkotása. Megépítése, a gondolat megszületésétől a politikai, pénzügyi feltételek megteremtésén át a műszaki megvalósításáig elválaszthatatlanul egybeforr a Legnagyobb Magyar,

2 gróf Széchenyi István nevével. Átadásakor a világ legnagyobb fesztávolságú lánchídja, a Regensburg alatti 2400 km hosszú Dunaszakasz első és sokáig egyetlen állandó átkelője volt. 165 éve az ország és a főváros egységének szimbóluma. A közel egy évtizedig tartó előkészítést követően, a kivitelezésre vonatkozó szerződés évi szentesítését követően, William Tierney Clark tervei alapján megkezdődhetett a háromnyílású, 202 m-es központi nyílású lánchíd megvalósítása. A kapuzatokat tartó mederpillérek alapozása háromsoros jászolgát védelmében épült meg. A több változatból kiválasztott, klasszicista stílusú kapuzat mauthauseni gránitból és (akkor még fejthető) kiváló minőségű vorzug sóskúti mészkőből épült meg. A láncokat és a teherviselő öntvényeket (láncnyergek, függesztő rudak) angliai hámorokban, a lehorgonyzó sarukat bécsi, a kereszttartókat magyar öntödében gyártották. A láncok hossza a maiaknak kb. fele, így a felfüggesztések, ezzel a kereszttartók sűrűsége a mainak kétszerese volt. A mai értelemben vett merevítő tartója a hídnak nem volt, a kereszttartó felfüggesztések két oldalán fa öv- és rácsrudakkal, öntvény oszlopokkal kialakított rácsos tartó készült. Ez a szerkezet nem láthatta el a mai értelemben vett merevítő tartó szerepét, teherelosztó hatása néhány függesztő elemre korlátozódott. Vonalazása oszlopos szimmetrikus rácsozás volt. A korlátok hasonló szerkezeti kialakítással készültek, fa és öntvény felhasználásával, de andráskereszt rácsozással. Lánchíd 1850 körül

3 A fenti ábrán látható a híd eredeti megjelenése. Az útpálya szélessége a maival gyakorlatilag azonos, a járda szélessége ~1,80 m volt. A hidat november 20-án adták át a forgalomnak. A faszerkezetek kopása és a merevítés elégtelensége miatt a lengések erősödése volt tapasztalható, több öntvény kereszttartóban törés keletkezett. A károsodások miatt a Margit híd 1873 évi átadását követően a nehéz járműveket átterelték az új hídra. Egyre nyilvánvalóbbá vált, hogy a régi szerkezetet nem lehet alkalmassá tenni a növekvő terhelés viselésére, továbbá a szükséges szerkezeti átalakítás miatt fellépő önsúlynövekmény kezelésére. A századforduló tájékán a tűrhetetlenné vált lengések miatt a híd teljes átépítéséről döntöttek. Ez az Erzsébet lánchíd megépítésével vált lehetővé. Az átépítést Kherndl Antal vizsgálatai és statikai számításai alapján, Beke József és Gállik István tervei alapján hajtották végre. Az 1913 és 1915 között végrehajtott átépítés sarokköve az volt, hogy a megerősített, a teherviselésre alkalmas hídszerkezet megjelenése ne változzon meg. A megnövelt teherbírású, a korábbihoz képest kétszeres lánchosszal készült, korszerű acél merevítőtartó megjelenésében az eredeti faöntvény merevítőelem, az új öntvény korlát a régi fa-öntvény korlát megjelenését idézte. A kapuzatok esetében a terhelés növekedését gördülő koronasaruk beépítésével kompenzálták, így a páratlan esztétikai és történeti értéket képező kapuzat változatlan formájában maradhatott meg. A láncerők növekedése miatt a lehorgonyzó tömböket m3-es tömb hozzáépítésével meg kellett növelni. Ezt a terepszint alatt valósították meg, a hídfők architektúrája így változatlan maradhatott.

4 A híd az ös átépítés előtt

5 A híd az ös átépítés után január 18-án a hidat felrobbantották. Az újjáépítés 1947 és 1949 között történt, a híd 1915-ös szerkezeti rendszerével és méreteivel. Az újjáépítésért felelős személyek és szervezetek a híd iránti feltétlen tisztelettel jártak el. A kapuzat forgalmi okokból történő minimális átalakítása az építmény klasszikus szépségét legkevésbé megváltoztató módon, a műszaki társadalom és a műemlékvédelem egyetértésével történt. A hídfőkben levő épületek megsemmisülése lehetővé tette, hogy a már a háború előtt is jelentkező forgalmi problémákat figyelembe véve a hídfőkhöz csatlakozó támfalakat és lejáró lépcsőket átépítsék, de az architektúra megőrzésével. Befejezték a pesti hídfőben az aluljáró kiépítését, és a budai hídfőben is megépült a gyalogos aluljáró. Az november 30-i, a első híd átadását pontosan 100 évvel követő átadása után eltelt 65 évben nem történt a híd megjelenését, szerkezetét, geometriáját érintő beavatkozás. A Széchenyi lánchíd 165 éves története alatti változásokat összegezve A híd keresztmetszeti elrendezése az 1849-es elrendezéshez képest alig, az 1915-ös, 100 éve meglevő elrendezéshez képest nem változott A híd főtartója (láncok, merevítő tartó) a teherbírás növelése miatt szükséges évi átépítés óta változatlan A híd alsó megjelenését meghatározó járdakonzolok és kereszttartó geometriája száz éve változatlan A korlátok megjelenése (andráskereszt) megépítése óta, az öntvénykorlát kialakítása 1915 óta változatlan A kapuzat megépítését követően ben változott, klasszikus formáját megőrizve, a szakmai társadalom egyetértésével A hídfők ben átépültek a funkcionális igények szerint, de az architektúra teljes megőrzésével A híd pálya- és járdaszerkezet mindig követte a kor technikai színvonalát A tervezett rekonstrukció feladatainak meghatározására a 2011 évben elvégzett célvizsgálat, valamint a tanulmányterv készítése alatt történt, mindkét lehorgonyzó kamrára, mindkét pillér koronasaruinak termeire, a pesti lánccsatornára, továbbá a budai kapuzat pálya alatti kezelőjárdájáról vizsgálható szerkezeti elemekre, valamint a több alkalommal is történt, pálya- és járdaszintről vizsgálható szerkezeti és tartozék elemre elvégzett helyszíni vizsgálat megállapításai szerint történt.

6 Vizsgáltuk a híd jelenlegi állapotában meglevő teherbírási jellemzőit, továbbá a feladat meghatározásban szereplő változtatások, így a járdaszélesítéssel járó terhelés növekedés hatását. A Lánchíd hasznos terhekből származó alakváltozásait és főbb teherviselő elemeinek igénybevételeit (rugalmas alapon elvégzett számítással) határoztuk meg a --lánckapcsolatok szempontjából-- konzervatív számítási modelleken. Az így meghatározott értékeket hasonlítottuk össze a csuklós, a terv-szerinti modellen kapott eredményekkel. Feltételeztük, hogy az önsúly az eredeti tervek szerinti statikai vázra vagy ahhoz közelire (a fenti számításban a csuklós modell ) hatott. Így a híd domináns önsúlya (a hasznos terhekkel szemben) miatt az igénybevételek nagyobbik részére a láncszemek merev, korrózió okozta összekapcsolódása nincs hatással. A számításainkban az önsúlyterhek hatását csak a hasznos terhekből számítottak értékelésére használtuk fel. A vizsgálatok azt mutatják, hogy a statikai váz megváltozása (a lánckapcsolatok merevvé válása) a hasznos terhekkel szembeni viselkedést jelentősen nem befolyásolja. A Lánchíd teherviselő elemeiben az önsúlyterhek (az 5000 t-nyi acél és az 1000 t-t meghaladó vasbeton) okozzák a hatások döntő részét. A lánc önsúlyán kívüli önsúlyterhek a merevítőtartó és a lánc között oszlanak meg. A korabeli szakirodalomból nem ismerhető meg teljes részletességgel e tehereloszlás mértéke. Az évi újjáépítéskor szabad szereléssel (az elkészült láncokra függesztették fel a szerelési egységeket) építették meg a merevítőtartót. Majd a tehereloszlást az ideiglenesen összekapcsolt (a pálya- és járdalemez súlyával is megterhelt) merevítőtartó darabokat a függesztőrudak hosszának és a saruk magasságának változtatásával szabályozták. Mivel a merevítőtartó ideiglenes kapcsolatainak kialakítása számunkra nem ismert, a számításban egy teljesen ellágyított és egy teljes merevségű övekkel bíró merevítőtartót vizsgáltunk. Az első feltételezés szerinti vizsgálat a láncokra, a második a merevítőtartóra eredményez nagyobb hatásokat. A tervezett átépítés számítására egy harmadik modellt is vizsgáltunk melynél a pilonnál lévő alátámasztásokat megszüntettük. Ez a modell a függesztőrudakra adja a maximális igénybevételeket. A fő teherviselő elemekre (láncok, függesztőrudak, merevítőtartó övek) kiterjedő számításaink eredményei azt mutatják, hogy a járda acélanyagból készülő szélesítése (3.0 m-re) és a pályalemez (akár acél, akár vasbeton anyagból történő) cseréje mellett a vizsgált elemek a szabályzati C jelű teherre, 200 kn súlyú jármű, 4kN/m2 megoszló teherrel és ezzel egyidejű 5kN/m2 járdateherre, illetve a legnagyobb

7 teherintenzitást adó két darab egymás melletti (Volvo 7700A) buszteherre is megfelel. A pályaszerkezet tömegének ±20%-os változtatása a híd első négy sajátfrekvenciájának max. ±3%-os elhangolódását eredményezi. A rekonstrukció meghatározó jelentőségű feladatai az alábbiak: A korrózió miatt tönkrement pálya- és járdaszerkezet átépítése A teljes acélszerkezet korrózióvédeleme, beleértve az extrém helyzetű lánccsatornákat A saruk (koronasaru, merevítő tartók sarui, lehorgonyzó saruk) felújítása/cseréje A kapuzat járdalemezének átépítése A kőfelületek és szobrok teljes körű rekonstrukciója A tervező konzorcium által a tanulmánytervben vizsgálandó kérdések közül elágazási kérdést képez Az újjáépítendő pályaszerkezet rendszerének meghatározása A járda, ezzel együtt a kapuzat körüli kerengő és az oroszlán szobrok talapzatai és a lánclevezetés közötti szűkületek szélesíthetőségének kérdése A pályaszerkezet átépítésének vizsgált változatai: a jelenlegi vasbeton pályalemez rendszer korszerűsített újjáépítése ortotróp acél pályalemez építése A két változatot részletesen vizsgáltuk építés, műszaki jellemzők, a helyszíni kivitelezés időigénye, üzemeltetés, a becsült építési és üzemeltetési költségek, továbbá a forgalomlezárás járulékos költségei szempontjából. Mind az évi, mind az évi átépítésnél a pályaszerkezet megváltozott. A vizsgálat szerint az ortotróp acél pályaszerkezet átépítési költségei magasabbak, az élettartam során jelentkező fenntartási költségek alacsonyabbak. A helyszíni munka időigénye alacsonyabb, így a forgalom előli lezárás miatti jelentkező többletköltségek is. A pályaszerkezet önsúlyának csökkenése teherbírási tartalékot jelenthet az átépítés során. A tervező javasolta, hogy a döntés kialakításánál hangsúlyosan vegyék figyelembe a hídüzemeltetés feltételeit és szempontjait is.

8 A járda szélesítésének vizsgált változatai az alábbiak voltak: - a jelenlegi járdaszélesség megtartása - a hasznos szélesség 80 cm-rel való növelése - a hasznos szélesség 1,80 m-rel való növelése A járda 4,0 m-re való szélesítése a terhelés jelentős növekedését eredményezi, a járdakonzol bekötés szerkezeti beavatkozást igényel. A híd arányai drasztikusan megváltoznak, a megépítés óta lényegében változatlan kapuzat képe átalakul. Ezért a tervező szerkezeti okok és az örökségvédelmi szempontjai alapján sem tartotta reálisnak ezt a változatot.

9 A híd keresztmetszete a járda 80 cm-rel történő szélesítése esetén A járda 3,0 m-re való szélesítése szerkezetileg megvalósítható. A terhelés növekedése kezelhető, a konzolbekötés a jelenlegi szegecselt kapcsolat minimális módosításával megvalósítható. A forgalmi szempontok érdekében történő beavatkozásnál keletkező hasznokat csak az örökségvédelmi kötelezettségek figyelembevételével együtt lehet értékelni. A szélesítés érintené a híd szerkezetének, kapuzatának és hídfőinek megjelenését, szükségessé tenné a hídfők átépítését, az oroszlánok áthelyezését is. Mivel a 165 éve épült híd az ország és a főváros kiemelkedő alkotása, szimbóluma, változtatás csak az örökségvédelmi szervek és hatóság teljes körű egyetértésével, továbbá hasonlóan a két korábbi átépítéshez, a szakmai társadalom egységes támogatásával hajtható végre. IRODALOMJEGYZÉK [1] Dr. Gáll Imre: A budapesti Duna-hidak (Hídépítő Rt. Budapest 2005) [2] Főmterv MSc CÉH Konzorcium: Széchenyi lánchíd és Várhegyi alagút felújítása 1. kötet: Közlekedési tanulmányterv 2. kötet: Lánchíd tanulmányterv 3. kötet: Várhegyi alagút tanulmányterv [2014. február hó], [3] Főmterv MSc Pont-Terv Konzorcium: Széchenyi Lánchíd fő- és célvizsgálata [2011]