9° C
Ma 2024. február 27., kedd, Edina napja van.
9° C
Ma 2024. február 27., kedd, Edina napja van.
Saját villamosenergiát termel a Magyar Suzuki

Saját villamosenergiát termel a Magyar Suzuki

A Suzuki esztergomi gyárában saját napelemparkot adtak át, a közel 800 millió forintos beruházás a vállalat éves energiaszükségletének 6-7 százalékát fedezi – közölte a cég kommunikációs vezetője február 26-án.   Bonnár-Csonka Zsuzsanna tájékoztatása szerint a...

Megkezdődött az Esztergomot védő új gát építése

Megkezdődött az Esztergomot védő új gát építése

Az Országos Vízügyi Főigazgatóság megkezdte az Esztergomot védő új gátrendszer első ütemének megvalósítását, amelynek során másfél kilométernyi árvízvédelmi rendszer épül ki a Prímás-szigeten – közölte a szervezet szóvivője.   A sziget városiasabb területén, a...

A Lánchíd állapotáról

júl 5, 2020 | fókusz

Mérnökök mérnököknek

Horváth Adrián, dr. Dunai László

 

Előzmények

A Széchenyi lánchídnak, kora kiemelkedő alkotásának, a Regensburg alatti Duna-szakasz első és sokáig egyetlen állandó hídjának megépítésére vonatkozó szerződést 1839-ben írták alá. Az 1849. november 20-i átadásakor a világ legnagyobb fesztávolságú lánchídja volt. A hidat 250 kg/m2 megoszló teherre, illetve a közvetlen terhelést viselő pályatartókat és függesztőrudakat 2 x 2,5 tonnás (!) „járó” teherre tervezték. A láncok hossza a maiaknak mintegy fele, így a felfüggesztések, ezzel a kereszttartók sűrűsége a ma ismertnek a kétszerese volt. A kereszttartó felfüggesztések két oldalán fa „öv-és rácsrudakkal”, öntvény oszlopokkal kialakított „rácsos tartó” készült. Ez a szerkezet nem látta, nem láthatta el a mai értelemben vett merevítő tartó szerepét, teherelosztó hatása néhány függesztő elemre korlátozódott. A faszerkezetek kopása és a merevítés elégtelensége miatt a lengések erősödését tapasztalták, az öntvény kereszttartókban törések keletkeztek. A károsodások miatt a Margit híd átadását követően a nehéz járműveket elterelték a hídról. A hidat okvetlenül át kellett építeni, de a végső döntést csak akkor hozták meg, amikor már Kherndl Antal műegyetemi tanár – az Erzsébet híd tervezéséhez – kidolgozta a függesztő lánc és a merevítő tartó együttes számítását lehetővé tevő grafosztatikai eljárást.

A híd felszerkezetének bontását 1914. február 3-án kezdték el, az átépített hidat 1915. november 27-én helyezték forgalomba. A sokkal erősebb, acélszerkezetből készült merevítőtartó, és a szintén acél hossztartókkal kialakított zórévasas pályaszerkezet súlyát az eredeti láncok nem bírták volna el. Az láncok keresztmetszeti területét kétszeresére növelték: a lánclemezek magassága 260mm-ről 360mm-re, a lemezkötegek vastagsága 60 cm-ről 70 cm-re változott. Az újlánctagok hossza az előzőek mintegy kétszerese lett, ezzel a kereszttartókat 3,6 méterenként függesztették fel (egy eredeti és egy új lánctag látható kiállítva a Műegyetem K épületében, a Hidak és Szerkezetek Tanszék előtti folyosón). A híd méretezési terhe 400 kg/m2 egyenletesen megoszló és 2 x 12 t tengelyű járműteher volt. A II. világháborúban felrobbantott híd felszerkezetéből csak a láncok 76%-át lehetett újra felhasználni. A Dunából kiemelt láncokat Diósgyőrbe vitték, ott a deformálódott elemeket síkra hengerelték, és rendkívül alapos, minden részletre kiterjedő vizsgálatokkal ellenőrizték épségüket. A merevítőgerendákat újra gyártották a helyreállítás során. A második Lánchíd megjelenését szinte mindenben megtartó módon, de a pályaszerkezetét illetően korszerűbben, hegesztett tartókkal és a hossztartókkal együtt dolgozó vasbeton pályalemezzel újjáépített hidat 1949. november 20-án adták át a forgalomnak. Ezután a hidat először 1973-74-ben vizsgálták meg részletesen, amelynek eredményeképpen szegecseket cseréltek a szerkezetben, az acélszerkezeteket újra mázolták, a károsodott kőburkolatokat javították.

A következő felújítás 26 évvel később kezdődött: 1987-89-ben új korrózióvédelmet kapott az acélszerkezet, szigetelték a pályaszerkezetet, a járdák vasbeton lemezét elbontották és újjáépítették, műgyanta szigetelése egyben a járófelület is lett, a pályaszint alatti függesztőrudakat kicserélték, és javították a kőburkolatot. A ’80-as években végzett javítási munkák közben megkísérelték megakadályozni a további vízszivárgást a lánckamrákba, de – különösen a pesti oldalon – nem teljes sikerrel. A lánccsatornában átvezetett láncszakaszokat megtisztították, és a lehorgonyzás előtti lánctagokon 5 x 5 cm-es hálózati osztásban vastagságmérést végeztek. A korrózió okozta legnagyobb keresztmetszeti fogyás 10% volt. 2002-ben újra megmérték a lánccsatornában a láncok vastagságát. A legnagyobb szelvényfogyást 13%-ra becsülték az eredeti mérethez képest.

A megtisztított láncszakaszokon új korrózióvédő festékbevonatot készítettek. A felújítás tervezésének megkezdése előtt még egy fő- és célvizsgálat történt a hídon 2011-ben. Ez a vizsgálat a lánccsatornában vezetett láncok korrózióvédelmi bevonatát – így a láncok korróziós helyzetét – gyakorlatilag megfelelőnek találta. A vizsgálat megállapításai szerint a híd alapozása tökéletes, a főtartók jó, a pályaszerkezet rossz, illetve veszélyes (szélső hossztartók, vasbeton pályalemez), a gyalogjárdák jó, a járdák szigetelése rossz, a saruk, dilatációs szerkezetek és a víztelenítő rendszer rossz állapotban voltak. A híd felújítási munkáinak tervei 2013-17. között készültek el.

Már évekkel azelőtt felmerült, hogy a lánccsuklók némelyike megszorult. Az akkori vizsgálatok ezt nem cáfolták, de nem is erősítették meg. Így a felújítási tervekhez készített erőtani számításban a megszorult csuklókkal is számítottuk a szerkezet viselkedését. A láncok keresztmetszeti felületét az eredeti 85%-ában vettük figyelembe. A jelenlegi szerkezet így is képes a rendeltetésszerűen rá ható terheket (gyalogosok, kerékpárosok, személygépkocsik és a BKK buszai) szabványos biztonsággal hordani, csak a tömegteherre haladják meg a feszültségek a megengedett értéket. A terv szerint átépített állapotra azonban, mely szerint a vasbeton pályalemezt ortotróp acél pályalemez váltja fel, pontosított modellen alapuló vizsgálatokkal igazolhatóvolta megfelelő teherbírás, befeszült csuklókkal és a mért korróziós állapot esetén is, igaz maximális kihasználtsággal, 2018-ban felmerült a járda szélesítésének igénye a kerékpáros közlekedés körülményeinek javítása érdekében, ezért újabb vizsgálatot kértek a szélesítés megvalósíthatóságáról. Ennek megítéléséhez ellenőrizni kellett a lánccsuklók tényleges viselkedését. Ezt egy célvizsgálattal, helyszíni próbaterheléses méréssel végeztük el 2018 októberében. A vizsgálat igazolta, hogy a csuklók a mértékadó teherre nem fordulnak el, a budai pilon koronasarui nem rendeltetésszerűen működnek, az alkalmazott teherszinten vízszintes erőt vesznek fel, azaz többlet terhet ebben az állapotban nem lehet a hídon alkalmazni, így a járda kiszélesítése a főtartószerkezet megerősítése nélkül nem lehetséges.

 

A híd állapotát feltáró újabb vizsgálatok és eredményeik

A kivitelezői árajánlatok hosszabb elbírálásának lehetősége érdekében 2019 szeptemberében kérte a BKK a véleményünket a híd állapotáról, és a szükséges teendőkről a híd biztonságos használhatósága érdekében, a megbízástól számított egy évig. A láncok helyzetét és teherbírását nem egészen egy évvel azelőtt vizsgáltuk, ezért az előzmények alapján mindaddig a legnagyobb tönkremeneteli veszéllyel fenyegetőnek tartott pályaszerkezetre irányítottuk a figyelmünket. A híd pályaszerkezetét alulról szemrevételezéssel vizsgálva kerestük a leginkább károsodott helyeit a vasbeton pályalemeznek és az acél hossztartóknak. A vasbeton pályalemez legsúlyosabban károsodott helyein magmintákat vettünk, feltártuk a vasalását, megállapítottuk a betonacélok átmérőjét, helyzetét, kiosztását és korróziós állapotát. A beton magminták laboratóriumi töréstesztje alapján meghatároztuk az anyag nyomószilárdságát. A vizsgálat néhány szélső acél I tartó öveinek 50%-os, egy helyen a gerinc 80%-os fogyását állapította meg. A Lánchíd 1947-49-es helyreállításához készült kiviteli tervei és a feltárások eredményei alapján megbízhatósági analízist készítettünk a pályalemez teherbírási tartalékainak, illetve tönkremeneteli kockázatának megállapítására. A pályalemez két különböző viselkedésű helyén számítottuk a teherbírást:

– általános helyen, ahol a hossztartók és a pályalemez folytatólagosan halad a kereszttartókhoz kapcsolva, illetve a fölött;

– és az 1949-ben kialakított pályamegszakítások melletti mezőben, ahol a hossztartók és a pályalemez megszakad a kereszttartónál. A számítások első részében a pályaszerkezetet a mért geometriai méretekkel és anyagszilárdságokkal számoltunk a magyar szabványban ajánlott, és általában alkalmazott hagyományos eljárással: a határállapot koncepció alapján, a parciális tényezők módszerével. Ebben a számításban a régebbi magyar szabványban előírt 20 t össztömegű C jelű járművolt a teher, amelynek a hatása kis mértékben majorálja a vizsgálni kért (BKK) buszterhek hatását. Ezzel a számítással egyrészt meghatároztuk a pályaszerkezet szabvány szerinti biztonságát, másrészt megállapítottuk a mértékadó tönkremeneteli módot és az ahhoz tartozó mértékadó teherelrendezést. Ezzel a számítással nem lehet figyelembe venni az anyagjellemzők, a korrózió miatt nagy szórású geometriai adatok bizonytalanságát, és nem lehet meghatározni a szerkezet megbízhatóságát, tönkremeneteli kockázatát. Ezért – az utóbbiak megállapítása érdekében – a számítás második részében megbízhatósági analízis alapú teherbírás-vizsgálatot készítettünk, amelyben sztochasztikus vizsgálattal, matematikai statisztikai módon követtük a valójában valószínűségi változóként figyelembe vehető anyagtulajdonságok változékonyságának a hatását a szerkezet teherbírására. A vizsgálatot egyéves időtávra végeztük el, a szerkezet egy éven belüli megfelelését célul kitűzve. Ezt a számítási eljárást, mint alkalmazható módszert, a hatályos magyar szabvány (MSZ EN 1990) tartalmazza, ezért a számítás egyéb paramétereit is ennek a szabványnak az előírásainak megfelelően vettük fel.

Megjegyezzük, hogy az Útügyi Műszaki Előírás nem rendelkezik erről a pontosabb számítási módszerről. A sztochasztikus számításban a korrózió miatt fogyott szelvényméreteket (övvastagság, illetve gerinclemez vastagság), a szerkezeti acél, a betonacélok, és a beton pályalemez anyagának szilárdsági tulajdonságait tekintettük valószínűségi változónak. Az eloszlás- és sűrűségfüggvényeket szakirodalmi adatokra támaszkodva vettük fel. A számítást Monte Carlo szimulációval hajtottuk végre, amihez latin hiperkocka mintavételezési eljárással határoztuk meg a valószínűségi változók aktuális értékeit. A nagyon sokszori számítást igénylő szimulációt a determinisztikus számításokban mértékadónak bizonyult terhelési esetre hajtottuk végre. A vizsgált buszok közül a legnagyobb tengelyterhelésű VOLVO 7700 A jelű járművet választottuk kifigyelembe veendő teherként. A szokásos determinisztikus számítások szerint a pályalemez szabványosbiztonsággal megfelel a C jelű teherre az általános helyeken is és a pályamegszakítás melletti mezőben is. A biztonság szintje ez utóbbi helyen/helyeken – a volt pályamegszakítások melletti mezőben – mindemellett jellemzően kisebb, mint az általános keresztmetszetekben.

A számítás szerint a tönkremenetel a szélső hossztartó gerinclemezének horpadásával indul el. Ekkor a vasbeton pályalemez fokozatosan konzolos viselkedéssel kezd átvenni terheket a szélső hossztartótól, ami egyébként még további terheket képes felvenni a tönkremenetel jellegéből és az anyagtulajdonságokból következő ún. felkeményedés következtében. A determinisztikus számítás tehát azt mutatja, hogy a szerkezet mai állapotában és korróziós mértékében még szabványos biztonsággal képes hordani terheit.

A sztochasztikus számításban – a módszer alapelvéből következően – biztonsági (parciális) tényezőt nem, de dinamikus tényezőt 1,40 értékkel figyelembe vettünk. A sztochasztikus számítás eredményeinek nagyon nagy szórása van, ami a korróziós modell és a korróziós anyagfogyás mértékében lévő nagy bizonytalanság következménye. Az eredmények szerint a pályamegszakítás melletti mezőben a pályaszerkezet megbízhatósági β indexe 2,43 értékű, ami 1:100 valószínűségű tönkremenetelnek felel meg. Megjegyezzük, hogy a hídszerkezetek tönkremenetellel szemben elvárt biztonsága – teljes élettartamra vonatkozóan – β=4,27, ami 1:100000 tönkremeneteli valószínűséggel egyenértékű kritérium. Hangsúlyoznunk kell azonban: a számítás eredményét nem úgy kell értelmezni, hogy minden századik tengely áthaladásakor tönkremenetel várható. Ez a számítási eredmény arra hívja fel nagyon markánsan a figyelmet, hogy ezen a helyen a korróziós állapotra nagyon érzékeny a szerkezet. Az észlelt vastagságok és a mért anyagtulajdonságok mellett a szerkezet még éppen képes az elvárt biztonsággal hordani a terheket, de azt tudomásul kell vegyük, hogy minden ponton nem tudjuk megállapítani a szelvényméreteket, tehát azokat a maguk változékonyságában, a korróziós jelenség hatásának ismeretében nagy eltérésekkel igaznak (nagy szórásúnak) kell elfogadjuk. Nem tekinthetünk el attól sem, hogy a szerkezetnek nem csak a vizsgálat, az észlelés időpontjában kell megfelelő teherbírásúnak lennie, hanem az azt követő elvárt időtartamban is, ami esetünkben egy év (a vizsgálattól a beavatkozásig). A sztochasztikus számítás eredményei tehát arra mutattak rá: bár rövid távon szabványosan kis valószínűségű a pályaszerkezet tönkremenetele a buszok tengelyterhe alatt, de a szerkezetet minél hamarabb ki kell szabadítani ebből az állapotából. A kiviteli tervek elkészültek ennek az egy kritikus helynek a megerősítésére, a kivitelezőt is kiválasztották. A javítás hamarosan megtörténik, utána nincs tönkremeneteli veszély a következő egy évben a pályaszerkezetben.

A pálya alatti vizsgálat nem várt nagyszámú betonleválást észlelt a járdák vékony vasbeton lemezének alsó felületéről. A vasbeton lemez alsó vasalásának duzzadó rozsdája feszítette le magáról az alsó betontakarást. A leeséssel fenyegető betondarabokat a kezelő eltávolította a járdák alól. A korrózió sebességéből következően a kéthavi vizsgálat elegendő arra, hogy az esetleges újabb leválásokat észleljék, és eltávolítsák. Így leeső betondarabok nem jelentenek közvetlen veszélyt a híd alatti forgalomra. Ezek az alsó síkról lefeszített betondarabok kagylós repedésképpel válnak el a vasbeton lemeztől, az amúgy is vékony lemez helyenként akár 3-4 cm-re is elvékonyodhat(ott). Ezeken a helyeken a lemez átlyukadhat, különösen, ha a felső sor betonacél is lefeszíti magáról a felső betontakarást. Ez ellen a veszély ellen csak kettőt tehetünk: vagy át kell építeni a járdalemezt, vagy ideiglenes védelemről kell gondoskodni. A közeli teljes felújítás előtt nincs értelme külön versenyeztetni a kivitelezőket a járda átépítésére, és a munkát külön elvégezni, ezért azt javasoltuk, hogy a kritikus helyeket acél bordáslemezzel fedjék át.

 

Összefoglalás

A Lánchíd felszerkezete súlyos korróziós károkat szenvedett, ezért nagyon rossz állapotban van. A teherviselő szerkezetek alapos vizsgálatai azt mutatják, hogy jelenleg nincs tönkremeneteli veszély a hídon, ami a rajta vagy az alatt zajló forgalmat veszélyeztetné. A korrózióvédelmi bevonatok azonban évek óta nem töltik be a szerepüket, a korrózió folyamatosan pusztítja az acél (és közvetetten a beton) teherviselő szerkezeteket. A híd egyéb részei is rossz vagy súlyos állapotban vannak, például a vízszint alatt kiüregelődött pillértestek, a merevítőtartók sarui, a pillér körüli járdák alatti dísz öntvényeket tartó szerelvények, a korlátbekötések stb. A híd felújítása már régen esedékes, de többokból is sürgető:

– Pillanatnyilag az eleve vékony vasbeton járdalemezek állapota igényli a legnagyobb figyelmet a balesetveszély megelőzésére. A helyenként nagyon elvékonyodott vasbeton járdalemez átlyukadását provizórikus acéllemez áthidalással lehet elhárítani. A duzzadó rozsda által lefeszített betondarabok leesésénekmegelőzése érdekében sűrű vizsgálat, és időnként alpinisták beavatkozása szükséges. Mindez fölösleges idő és költség, a maga kockázataival.

– A pályaszerkezet még megfelelő teherbírása csak korlátozott ideig állhat fenn, igaz, hogy a veszélyessé váló részek könnyen javíthatók.

– Az összetett szelvényekből álló merevítőtartók lemezei között is megjelent a duzzadó rozsda. Amennyiben engedjük terjedni a rozsdát a lemezek között, az összetett szelvényeket meg kell majd bontani, és lemezeket kell cserélni a merevítő tartóban. Szintén nagy korróziós szelvényfogyást láttunk a kereszttartók bekötésének környezetében a főtartóba. Egyelőre ezt még javíthatónak látjuk a kereszttartók cseréje nélkül. Ha ezek a romló folyamatok tovább haladhatnak és további szerkezeti elemekre is kiterjednek, az nagy költségnövekedést okozna az eddig tervezett beavatkozások költségéhez képest.

– A csuklóknál összefekvő láncszemek között megjelent a duzzadó rozsda. Ennek nyomása a csuklók mozgását már ma is meggátolja. A rozsda egyre mélyebbre terjed és egyre nagyobb szelvényfogyást okoz. Különösen súlyos a helyzete a legnehezebben megközelíthető, legkevésbé kezelhető, a sós víznek leginkább kitett láncszakaszoknak a lánccsatornában. A sok lemez együttese gyakorlatilag nem javítható, ezeken a helyeken nem vizsgálható, és a károsodás mértéke nem megállapítható. Ha minél korábbi beavatkozással a láncok közötti korróziót meg tudjuk állítani, akkor a Lánchíd szerkezete megmaradhat még legalább 30 évig. A felújítás halogatásával a láncok várható élettartama fog egyre inkább rövidülni, ami belátható időn belül a híd felszerkezetének kényszerű átépítésére fog vezetni.

 

Saját villamosenergiát termel a Magyar Suzuki

Saját villamosenergiát termel a Magyar Suzuki

A Suzuki esztergomi gyárában saját napelemparkot adtak át, a közel 800 millió forintos beruházás a vállalat éves energiaszükségletének 6-7 százalékát fedezi – közölte a cég kommunikációs vezetője február 26-án.   Bonnár-Csonka Zsuzsanna tájékoztatása szerint a...

Megkezdődött az Esztergomot védő új gát építése

Megkezdődött az Esztergomot védő új gát építése

Az Országos Vízügyi Főigazgatóság megkezdte az Esztergomot védő új gátrendszer első ütemének megvalósítását, amelynek során másfél kilométernyi árvízvédelmi rendszer épül ki a Prímás-szigeten – közölte a szervezet szóvivője.   A sziget városiasabb területén, a...