Fodor Árpád (CVS): A Dunaújvárosi Duna-híd beruházási terveinek értékelemzése Absztrakt A cikk elején a szerz bemutatja a Dunaújvárosi Duna-híd szerkezeti megoldását, majd részletesen beszámol beruházási tervek értékelemzéssel történt felülvizsgálatáról, az alkalmazott résztechnikákról, a fejlesztési munka folyamatáról. A cikk végén a szerz ismerteti az objektum kivitelezési folyamatát, a m tárgy jelenlegi állapotát. 1. Bevezetés A Nemzeti Autópálya Rt. 2003 decemberében kérte fel a MicroVA Fejleszt Bt.-t, hogy értékelemzés módszerével vizsgálja felül a Dunaújvárosi Duna-híd terveit. A munka párhuzamosan folyt a híd csatlakozó úthálózatának értékelemzésével. A terv szerint Duna medrét háromnyílású híd, két kisebb parti nyílás között egy nagynyílású szerkezet hidalja át. Ezt a megoldást az indokolja, hogy mind a dunavecsei, mind a dunaújvárosi parton kiköt k üzemelésével kell számolni. Dunavecsén már korábban is m ködött kiköt. Dunaújváros ipartelepei a város déli részén vannak, és a logisztikai bázis kiépítését a várostól délre es területen tervezi, a jelenlegi hajókiköt t tehát délre telepíti. A híd pilléreinek elhelyezésénél az volt az egyik f szempont, hogy a meglév és a tervezett kiköt k használatát a híd pillérei ne korlátozzák jelent sen. A vízügyi egyeztetések során meghatározott 450 méteres rendezett mederszélesség, a partokról egy-egy uszály igénybevételével megépíthet pillérek kialakításával, egy 307,8 m nyílású szerkezettel a meder áthidalható. A csatlakozó ártéri szerkezet hossza a jobb parton, ahol a kisapostagi sziget és az attól nyugatra lév feltöltött holtág fölött is hídon kell vezetni az utat, kb. 1 km, a bal parton 300 m. A jobb parton, a Mez föld löszplatója mintegy 50 méterrel van magasabban, mint a Duna szintje. 1. ábra: A dunaújvárosi Duna-híd látványterve 1
Az autópálya híd méretei lenyügözek: a kosárfülek (áthidaló ívek) magassága majdnem 50 m, a híd teljes szélessége meghaladja a 40 m-t, a tömege pedig több mint 7300 tonna lesz. 1.1. Célkitzés A team azt a célkitzést kapta, hogy a kiviteli tervet az értékelemzés módszerével vizsgálja felül, és olyan változtatásokra tegyen javaslatot, amelyek bevezetésével a szükséges mszaki követelmény (funkcionalitás) a beruházás során minimális ráfordítással valósítható meg. 1.2. Team tagok E munka támogatásának érdekében az NA Rt., a tervezirodák, a megyei közhasznú társaságok munkatársaiból és fejlesztés-módszertani szakértkbl álló 11 fs szakmai team alakult. A munkában részt vett Balog Ildikó kolléganm is, aki a javaslatok közgazdasági hatásainak kimunkálásában, ezen belül az életciklus-költség elemzési vizsgálataiban vállalt f szerepet. 2. ábra: Az értékelemz team, munka közben 2. Az értéktervezés folyamata 2.1. Információs szakasz 2.2. Információ-gyjtés, -rendezés A munka során a kiviteli terv különböz dokumentációit, illetve az engedélyezési és a tanulmányterv kiegészítésként rendelkezésünkre bocsátott anyagait használtuk fel. Természetesen elvégeztünk egy kutatást is az Interneten a hidak értékelemzésére vonatkozóan. Tényállapotnak a rendelkezésünkre bocsátott tervek aktuális állapotát tekintettük. (Tanulmányunk összeállítása során e tervek ismeretét feltételezzük, ezért az abban foglaltakat nem ismételjük meg.) 2
Az értékelemzéssel egyid ben történt meg a híd ún. terheléses modellkísérlete a Budapesti M szaki és Gazdaságtudományi Egyetem Hidak és acélszerkezetek Tanszékén. A modell 1/34 méretben készül el. Ez egy kb. 9 m hosszú, 1 m széles és kb. 1,5 m magas szerkezetnek felelt meg. Önsúlya: kb. 900 kg. A terheléses modellkísérlet során el ször rugalmas alakváltozásig terhelték meg a szerkezetet, majd a kísérlet második részében maradó alakváltozásig vitték el a terhelést. Ezután hiába terhelték meg a jobban szerkezetet, az elmozdulás beállt egy meghatározott süllyedési értéknél. A híd f tartója (ívei) oldalirányban hajlottak ki a terhelés hatására. 3. ábra: A híd modellje 4. ábra: A modellkísérlet egyik terhelési esete 3
2.3. Igényelemzés Els lépésben arra keresünk választ, hogy kinek vagy minek van igénye az értékelemzés tárgyával, a híddal szemben, és csak ezt követen kerültek a konkrét igények, elvárások feltárásra. A team az alábbi igénykeltket határozta meg, majd e csoportoknak határoztuk meg egyenként az igényeit: Igénykeltk 1. úthasználók: autósok (személy, teher, busz) 2. gyalogosok, kerékpárosok, 3. állatok, növények (a keleti oldalon lehet ilyen jelleg elvárás) 4. környezetvédk, 5. közútkezelk, 6. hídmester, 7. beruházó (magyar állam) 8. engedélyezési hatóságok, (vízügyi hatóság, légiközlekedés (repülés igazgatóság) 9. hajózás, 10. nyugati oldalon lév hulladéktároló (az alapozással kapcsolatban lehet igénye). 2.4. Funkcióelemzés Az értékelemzés során a funkciósémát a tervállapotra készítettük el. A következkben ebbl láthatnak egy részletet. Funkciócsaládfa (részlet) F1. Forgalmi kapacitást biztosít (akadályt áthidal) F1.1. Tartószerkezetet képez F1.1.1. Terhet visel F1.1.2. Terhet altalajnak átad F1.1.3. Alépítmény stabilitását biztosítja F1.1.3.1. Víznyomást elvisel F1.1.3.2. Kimosódásnak ellenáll (pillér) F1.1.3.3. Kimosódást megelz (kszórás) F1.1.3.4. Földnyomást elvisel (hídf) F1.1.4. Felszerkezet stabilitását biztosítja F1.1.5. Szerkezeti mozgásokat lehetvé tesz F1.2. Közlekedési felületet biztosít F1.2.1. Vízszintes vonalvezetést képez F1.2.2. Hossz-szelvényt képez F1.2.3. Keresztmetszetet képez F1.2.3.1. Kocsipálya beosztást képez F1.2.3.2. Kerékpárutat képez F1.2.3.3. Gyalogjárdát képez F1.3. Folyam szabad áramlását biztosítja F1.3.1. Áramlási viszonyokat nem befolyásol F1.4. Küls behatásoknak ellenáll F1.4.1. Szerkezetet véd F1.4.1.1. Ütközést elvisel 1.4.1.1.1. Hajóval való ütközést elvisel 1.4.1.1.2. Jármvel való ütközést elvisel F1.4.1.2. Kábelt véd (vandálok elleni) F1.4.2. Közlekedési felülettel kapcsolatos mechanikus hatásoknak ellenáll F1.4.2.1. Tengelynyomást elvisel 4
F1.4.2.2. Koptatóhatásnak ellenáll F1.4.3. Dinamikus hatásoknak ellenáll F1.4.3.1. Földrengésnek ellenáll F1.4.4. Idjárási hatásoknak ellenáll F1.4.4.1. Hmérsékleti hatásokat elvisel (dilatálást elvisel) F1.4.4.2. Vizet kezel (felületrl elvezet, fogadóba juttat) F1.4.4.3. Jégzajlást elvisel F1.4.4.4. Légáramlást elvisel F1.4.4.5. Villámlásnak ellenáll F1.4.5. Vegyi hatásoknak ellenáll F1.4.5.1. Korrózió elleni védelmet biztosít F1.4.5.2. Szerkezeten belüli szellzést biztosít F1.5. Szabvány ill. egyéb elírásoknak megfelel F2. Biztonságos közlekedést lehetvé tesz F2.1. Forgalmakat elválaszt F2.1.1. 2.5. Funkcióteljesítés, bírálat A funkcióteljesítés vizsgálata a funkciók értékelését jelenti az igények kielégítése és a paraméterek teljesítése szempontjából. A funkcióteljesítés-vizsgálat végrehajtása során az igényekbl meghatározott terv funkcióparamétereket kell összehasonlítani a vizsgálat tárgyának tény paramétereivel, azaz a kiviteli terv jelen állapotával. E lépésben kerülnek kijelölésre azok a funkciócsoportok, amelyek a jelenlegi megoldások szerint nem teljes mértékben elégítik ki az elvárásokat. A team alapveten két csoportba sorolta a funkciókat, annak megfelelen, hogy lát-e még továbblépési, fejlesztési lehetséget a funkció jelenlegi ellátásához képest, vagy már nem. Több esetben nem állt rendelkezésünkre információ az adott funkció megítéléséhez, így azokat nem minsítettük (kihúzással jelöltük). A team értékítéletének egy részletét az alábbi táblázat mutatja: Funkció 1. Forgalmi kapacitást biztosít (akadályt áthidal) F1.1. Tartószerkezetet képez F1.1.1. Terhet visel F1.1.2. Terhet altalajnak átad F1.1.3. Alépítmény stabilitását biztosítja F1.1.3.1. Víznyomást elvisel F1.1.3.2. Kimosódásnak ellenáll (pillér) F1.1.3.3. Kimosódást megelz (kszórás) F1.1.3.4. Földnyomást elvisel (hídf) F1.1.4. Felszerkezet stabilitását biztosítja F1.1.5. Szerkezeti mozgásokat lehetvé tesz F1.2. Közlekedési felületet biztosít F1.2.1. Vízszintes vonalvezetést képez F1.2.2. Hossz-szelvényt képez F1.2.3. Keresztmetszetet képez F1.2.3.1. Kocsipálya beosztást képez F1.2.3.2. Kerékpárutat képez F1.2.3.3. Gyalogjárdát képez F1.3. Folyam szabad áramlását biztosítja F1.3.1. Áramlási viszonyokat nem befolyásol F1.4... Minsítés Fejlesztend Fejlesztend Fejlesztend Fejlesztend 1 - Fejleszthet Fejleszthet Fejleszthet 1.. 1 A vizsgálatok teljes befejezéséig nem tudjuk értékelni. 5
2.6. Funkcióköltség vizsgálat Mivel a célok között szerepelt a költségek csökkentése is, teamünk megvizsgálta a funkcióköltségek alakulását is. Elzetesen elkészítette teamünk a mennyiség kimutatás alapján a tervezi költségbecslést - a tervezkkel konzultálva, a tlük kapott információk alapján. A funkcióköltség vizsgálatot az ún. ABC elemzés segítségével végeztük el, azaz, az abszolút értékben legnagyobb költség elemeket határoztuk meg. Ezen tételek egy részletét a következ táblázat tartalmazza. menny. me. egységár becsült ár (Ft) % arány kumulált Szekrény keresztmetszet ortotróp acél gerendahíd becsült össztömeg: kb. 15 000 t, 15 000 t... 47,26% 47,26% S355 min. (43400 m2) teljes korrózióvédelemmel Ívre kábelekkel függesztett ortotróp acél pályás gerendahíd becsült össztömeg: ebbl: S420 min. = 3000 t, S350. t.. 20,61% 67,87% min.= 2500 t (12800 m2) Függesztkábel 1860/1630 teljes korrózióvédelemmel Pillér tömör felmenfal készítése: C 20 min. 26 300 m3.. 7,31% 75,18% Cölöpalapozás fúrt vb. cölöpökbl, 1500 mm átmérvel, C 6 240 m.. 5,07% 80,25% 16 min. Pillérek gránit burkolása 768 m3. 2,86% 83,11% 2.7. Alkotó szakasz Az alkotó szakaszt két fázisban végeztük el. 1. táblázat: Költségtételek ABC elemzése (részlet) Az els szakaszban - a költségelemzésbl kiindulva - a legjelentsebb költség tételeket a részletelemzés módszerével vizsgáltuk meg. Ez azt jelenti, hogy meghatároztuk az egyes létesítmény- vagy költségelemek f funkcióit, és azok alapján fogalmaztunk meg ötleteket a költségek csökkentése érdekében. A második szakaszban az ötletgyjtés a fejlesztésre kijelölt funkciókra irányult, a cél az volt, hogy minden lehetséges ötlet feltárásával szüntessük meg ezek gyengepont jellegét. A team összesen mintegy 100 ötletet tárt fel a funkciókra. 2.8. Értékelési és tervezési szakasz Az ötletek szelektálása a feltárt ötletek pontosítása, rendezése és minsítése alapján történt. Az egyéni kidolgozással megfogalmazott javaslatokat a team-tagok részletesen átgondolták, majd a közösen döntöttek a javaslatok döntés-elkészítési tanulmányba tételérl. 2.8.1. Élettartam költség vizsgálat Azoknál a javaslatoknál, ahol szükségesnek tartottuk, élettartamköltség-számítást végeztünk. 6
A számításnál alkalmazott képlet a következ: P = 1 F (1 + i) n E képletben a kamatlábat mi i=4%-ban határoztuk meg (az Amerikai Egyesült Államokban az élettartam-költség vizsgálatok során alkalmazott kamatláb - az ÁKMI Kht. Életciklus költség számítási módszerek kutatása és kialakítása az útügyi fenntartási és beruházási folyamatban cím 2002-es kutatásfejlesztési munka alapján). A javaslatok kidolgozásakor 90-120 év élettartammal számoltunk. Az élettartam meghatározásának szempontjai a következk voltak: a hidak esetében minimum 100 év élettartammal számoltunk a fenntartási tevékenységek ütemezésénél, ha szükségessé vált, megkerestük a két változat esetében a beavatkozások intervallumának legkisebb közös többszörösét. 2.9. Javaslattételi szakasz Tekintettel az értékelemzési munka kezdési idpontjára és arra, hogy a felülvizsgálat a kiviteli terv szintjén történt, már nem születtek olyan javaslatok, melyek a szerkezeti felépítést, nyomvonalat érintették volna. Az értékelemz team végülis az alábbi témakörökre tett módosítási javaslatot: keresztmetszet felülvizsgálata, pillérek felülvizsgálata, a pillérek burkolása, a pillérek kszórásos védelmének módosítása, a cölöpösszefogó gerendák felülvizsgálata, CFA cölöp alkalmazásának vizsgálata, nyitott merevítbordák alkalmazása, a vízelvezetési rendszer módosítása, vakítás elleni védelem, valamint a hídszerkezetbeli légtér szárítása. A beruházási költségeket tekintve teamünk több mint másfél milliárd Ft megtakarítást és mintegy fél milliárd Ft tartalombvítést javasolt. Ezáltal a hatékonyabb költségfelhasználás mintegy két milliárd Ft értékben valósulhat meg! 3. A Duna-híd építésének jelenlegi állása A beruházás 2004. szeptemberében, a kivitelezi szerzdés megkötésével megindult. Az ebben foglalt átadási határid: 2006. november 30. A szerzdés része a leend M8 autópálya mintegy 5,2 km hosszú teljes szakasza, mtárgyakkal együtt. A munka az árvédelmi töltéseken belüli erd kivágásával indult, ahol külön feladatot jelentett a kivágott fák gyökereinek eltávolítása. A próbacölöpözéssel együtt megtörténtek a régészeti feltárások is, majd 2004. decemberében elkészültek az ideiglenes bekötutak, melyek bejárást biztosítanak a szereltérhez. A Duna két oldalán a pillérek folyamatosan épülnek, és 2005. szeptemberében az els hídelem beemelése is megtörtént. 7
5. ábra: Az els hídelem beemelése (2005. július 19.) A híd építése azóta is folyamatosan zajlik, mind a jobb, mind a bal parton, egyrészt az ártéri hidak, másrészt a mederhíd szerelésével. 6. ábra: A jobbparti ártéri híd építése 2005. szeptemberében Az érdekl d k a híd építését weblapon is folyamatosan figyelemmel kísérhetik. Ennek címe: http://www.dunaujhid.hu/webcam.html Budapest, 2005. október 8