Közép-Kína Hubei tartományában a közelmúltban egy újabb lenyűgöző mérnöki létesítmény született meg: a Yanji–Jangce-híd (YYRB), amely immár átível a Jangce hatalmas víztömegén. A híd méretei és műszaki megoldásai egyaránt a világ élvonalába emelik az építményt. A főnyílás 1860 méteres, amellyel a globális mega–függőhidak elitjébe tartozik. A teljes projekt – a rávezető utakkal együtt – 26,1 kilométer hosszú. Az építkezés 2021-ben indult, és elvileg hamarosan átadják a forgalomnak.
Kényszer szülte mérnöki innováció
A Yanji–Jangce-híd kétszintes függőhídként valósult meg, de a projekt igazi mérnöki bravúrját egy külső, megkerülhetetlen feltétel teremtette: a közeli Ezhou Huahu nemzetközi repülőtér. A repülésbiztonsági előírások rendkívül szigorú határt szabtak a híd két főpilonjának maximális magasságára – ez legfeljebb 184 méter lehetett.
Ez a megkötés komoly kihívást jelentett. Egy nagy fesztávú függőhídnál kulcsfontosságú szerepet játszik a főkábelek úgynevezett „sag-ratio”-ja*, vagyis a felfüggesztő kábelek lehajlása a fesztávhoz viszonyítva. Ha a toronymagasság korlátozott, a kábelek lehajlása csökken. Ez viszont hatalmas többletterhelést okoz: jelentősen nő a főkábelekben ébredő húzóerő, miközben a szerkezet érzékenyebbé válik a széllökések okozta lengésekre. A mérnökök nem növelhették a pilonok magasságát, így egészen új felfüggesztési rendszer megtervezésére kényszerültek.
A megoldás: egy aszimmetrikus, négy főkábeles rendszer
A mérnökök végül egy világszinten is úttörő megoldást választottak: a hagyományos két főkábel helyett egy négy főkábeles rendszert alkalmaztak. Ez a konstrukció ilyen méretben még sehol a világon nem valósult meg. Luo Hang, a kivitelezést végző CCC Second Harbor Engineering Company műszaki igazgatója így nyilatkozott a Reutersnek: „A híd további különleges jellemzője, hogy innovatív módon négy főkábelt alkalmaztunk, különböző lehajlásokkal. Ezzel a híd világelsővé vált a maga kategóriájában.” A négy kábel nemcsak megosztja a terhelést, de jelentősen csökkenti az egyes kábelekre jutó húzóerőt, miközben javítja az egész szerkezet aerodinamikai stabilitását.
Aszimmetrikus elrendezés a nagyobb stabilitásért
A rendszer lényege a különböző kábelgeometriák kombinációja: felső főkábelek: 142 méteres lehajlással, alsó főkábelek: 153 méteres lehajlással
A tervezők az alsó kábeleket úgy feszítették be, hogy azok mélyebbre kerüljenek, gyakorlatilag a hídfedélzet alá. Ez növelte az effektív sag-ratio-t, és lehetővé tette, hogy a szerkezet a 184 méteres toronymagasság mellett is biztonságosan elbírja az extrém fesztávból eredő terheléseket.
Óriási gépek, precíziós alapozás
A híd alapozása szintén komoly technológiai felkészültséget igényelt. A geológiai törésvonalak által tagolt Jangce-medencében csak a legnagyobb teljesítményű eszközök jöhettek szóba: a mérnökök Kína legnagyobb fúrógépét, az XR1600E-t használták a cölöpalapok kialakításához.
A 184 méter magas pilonok építése ugyancsak nagy pontosságot kívánt. A középső keresztgerenda – amely kulcsfontosságú szerkezeti elem – 100,2 méteres magasságban helyezkedik el, és C60-as nagy szilárdságú betonból készült. A betonozás két ütemben zajlott, összesen 974 köbméter anyagot használtak fel, mintegy 26,5 óra folyamatos munkával. Az ilyen volumenű, megszakítás nélküli betonozás kulcsfontosságú a szerkezet teherbírása szempontjából.
A főkábelek horganyzott, alumíniumötvözettel bevont nagy szilárdságú acéldrótból készültek, hogy ellenálljanak az extrém húzóterhelésnek és hosszú élettartamot biztosítsanak.
Dupla szint, tíz forgalmi sáv – egy új regionális közlekedési csomópont
A Yanji–Jangce-híd nem csupán mérnöki mestermunka, hanem a közlekedési infrastruktúra fontos eleme is. A két szint funkcionális elválasztást tesz lehetővé: külön sávok szolgálják a gyorsforgalmat, illetve a helyi városi közlekedést. A teljes, tíz sávos kapacitás hatalmas áteresztőképességet biztosít, ami csökkenti a torlódások kialakulását.
A híd jelentősen lerövidíti az utazási időt Ezhou és az Ezhou Huahu nemzetközi repülőtér között, ezáltal kulcsfontosságú szereplővé válik a régió logisztikai ökoszisztémájában. Hubei tartomány kormányzata a hidat „a tartomány nemzetközi logisztikai központjának meghatározó elemévé” nyilvánította.
Keretes:
*Rövid magyarázat: A sag ratio (magyarul: lehajlási arány vagy lehajlás–fesztáv arány) a függőhidak és más kábelhidas szerkezetek egyik legfontosabb geometriai jellemzője. Mit jelent pontosan?
A sag ratio azt mutatja meg, hogy a főkábel maximális lehajlása (sag) mekkora arányban áll
a híd főfesztávjának hosszával (span).
Miért fontos ez?
A sag ratio lényegében a függőhíd „kábelgeometriáját” írja le, és két alapvető viselkedést befolyásol:
Szerkezeti terhelés és kábelhúzóerő
Kisebb sag ratio = kisebb lehajlás → nagyobb húzóerő a kábelben. Ez terheli a szerkezetet, vastagabb kábelekre vagy új megoldásokra van szükség. Nagyobb sag ratio = nagyobb lehajlás → kisebb húzóerő, kedvezőbb szerkezeti működés.
Aerodinamikai viselkedés és stabilitás
Kisebb lehajlás esetén a híd érzékenyebb lehet szélre és lengésekre. Nagyobb lehajlás növeli az aerodinamikai stabilitást.
