Látványos ívek, rejtett megoldások - a FŐMTERV tervezői bemutatják Velence díjnyertes hídját

Hogyan lehet közel nyolcvan métert áthidalni úgy, hogy az építés a lehető legkevésbé zavarja az autópálya forgalmát, a szerkezet pedig egyszerre legyen karcsú, esztétikus, tartós és jól használható? A velencei híd tervezésekor ezekre a kérdésekre is választ kellett találniuk a FŐMTERV szakembereinek. Balogh Ádám felelős tervező és projektvezető, dr. Hazay Máté főstatikus tervező és Péter Anna Mária hídfelelős tervező a díjnyertes híd látványos és rejtett részletein keresztül mutatta be a tervezői munka összetettségét.

 

A Magyar Mérnöki Kamara Tartószerkezeti Tagozata a velencei hidat a gyalogos hidak, a Tomori Pál hidat pedig a közúti hidak kategóriájában ismerte el az Év Tartószerkezete díjjal.
A tavaly alapított elismeréssel a kiemelkedő mérnöki teljesítményt nyújtó tartószerkezet-tervezőket jutalmazzák. A bírálóbizottság a fő értékelési szempontjai közé egyebek mellett az innovatív szerkezeti megoldásokat, a gazdaságos és fenntartható anyaghasználatot, valamint az építészeti gondolattal való harmonikus együttműködést emelte be.

„Megtisztelő és egyben meglepő volt, hogy egy olyan körben érdemeltünk ki díjat, ahol a magyar hidász szakma legnagyobb nevei szerepeltek, ráadásul egy Duna-híddal is versenyezhettünk”

– összegezte a tervezőcsapat tagjainak reakcióit Balogh Ádám.
Nem ez volt a híd első elismerése. Tavaly a Tekla BIM Awards 2025 Nemzetközi Tekla Structures projektversenyen az épülő híd az Infrastrukturális projekt kategóriában és a közönségszavazáson is első helyet ért el.

 

…igazi ékkő volt számunkra…            

A tervezési folyamatra nagyon kevés idő állt rendelkezésre, és minden elkészült tervrajznak, építési technológiának tökéletesnek kellett lennie, mivel a tervezést követően nagyon hamar elkezdődött a híd gyártása, összeszerelése. Péter Anna Mária elmondta:

„A velencei hídprojekt igazi ékkő volt számunkra. Szakmailag és emberileg egyaránt sokat kaptunk és természetesen rengeteget adtunk bele. Érezni lehetett, hogy minden résztvevőnek és a mögöttünk álló teljes Híd -és szerkezettervezési irodának közös ügye volt, hogy megalkossuk ezt az egyedi, szép hidat a lehető legjobb minőségben. Tervezőmérnökként ritkán adatik meg nekünk, hogy csupán egy-két év leforgása alatt már a kész hídon sétálhassunk át”

 

Tanulmányterv, tervváltozatok, modellezés és döntés

A híd egyedi, a nagyközönség figyelmét is megragadó kifelé döntött íves főtartójának kialakításáról Balogh Ádám elmondta:

annak ellenére, hogy szűk határidő állt rendelkezésre, teljes körű tanulmányterv elkészítésére törekedtek. A hídszerkezeti megoldások esetében fő szempont volt, hogy olyan megoldást találjanak, amelynek kivitelezése a legcsekélyebb mértékben zavarja a működő autópálya forgalmát.

Emiatt a szerkezeti rendszerek és kialakítások közül elvetették egy közbenső, mélyalapozott támasz építésével járó híd tervét. Felmerült egy háromnyílású, a koronaél mellett elhelyezett támaszokkal megépíthető megoldás lehetősége is. Ebben az esetben a három nyílás 12, 45 és 23 méter hosszú lett volna. A középső nyílás így közel négyszer akkora lett volna, mint a bal oldali szélső, ami statikailag rendkívül kedvezőtlen arányt eredményezett volna.
A további változatok közül a megbízó MKIF Magyar Koncessziós Infrastruktúra Fejlesztő Zrt.-vel közösen az egynyílású acélszerkezetet választották. Ezután megvizsgálták a felső- és az alsópályás ívhidak kialakításának lehetőségeit, ezek anyagfelhasználását, esztétikáját, statikai és dinamikai viselkedését Grasshopperben felépített parametrikus modellek segítségével.

A híd kialakításánál figyelembe kellett venni a helyszín adottságait, a hídfők eltérő magasságát és az egyéb rögzített paramétereket is. Ezek közül Péter Anna Mária a legfőbb mérnöki kihívásként a rézsűkialakítás és a híd legfeljebb 5 százalékos esésére vonatkozó követelmény összehangolását emelte ki. A támaszok elhelyezése, a nyílások kialakítása, a hídfők és a rézsűk magassága, a kerékpáros út hídra vezetése szerteágazó optimalizációs folyamat végeredménye.
A végleges szerkezet egy közel 80 m nyílású, íves főtartójú, acél felszerkezetű híd, amely megjelenésében is maximálisan kihasználja az áthidalt akadály által meghatározott aszimmetriát.

Rejtett kitámasztással csökkentették az alapozás terheit

A hídnak a saját súlyát és a rajta közlekedők terhét is viselnie kell. Ezek hatására az ívek oldalirányban is nyomják a támaszaikat. A tervezők egy rejtett ferde kitámasztás és a híd többi tartószerkezeti elemének összekapcsolásával elérték, hogy ezek az oldalirányú erők nagyrészt a híd szerkezetén belül egyenlítődjenek ki. Az erők útját az alábbi egyszerűsített ábra szemlélteti.

 

 

„A helyszíni terepviszonyokhoz igazított süllyesztett pályás kialakításnál kihívást jelent az ívek vonórúdjaként működő pályaszerkezetben fellépő kb. 9000 kN-os (közel vízszintes) húzóerő felvétele. Ezt a viszonylag puha töltésben lévő alapozásra csak igen költséges megoldással lehetett volna hárítani. Olyan szerkezeti rendszert kellett kitalálnunk, amivel a vízszintes reakciók nagy része kiküszöbölhető”

– mondta el Hazay Máté.

A főstatikus hozzátette, a megoldásuk attól különleges, hogy az 1-es húzott hídfő, valamint az 1-es és 2-es támaszok közötti – rézsűbe rejtett – kitámasztórúd révén egy olyan „zárt” erőjátékot alakítottak ki, amelynél a híd alapozására döntően csak függőleges erők adódnak. 

Erő, hatás, egyedi megoldás

A rejtett, tartószerkezeti megoldásokon kívül egyedi módon oldották meg a csomópontok kialakítását is. Az íves főtartók és a merevítőtartó találkozásánál a merevítőtartó gerince és az íves főtartó belső gerince egybeolvad, ez az illeszkedés határozta meg mind a merevítőtartó, mind az ív geometriáját.
Hazay Máté a szerkezeti csomópont tervezésének két részletét emelte ki. Az egyik feladat a pályaszerkezet húzóerejének átadása volt az 1-es hídfőre. Az erőt egy bordázott véglemez segítségével a hídfőn átvezetett menetes szárakra hárították. Utóbbiakat zsírral teli bújtatócsövekben helyezték el, ezeken keresztül a pálya húzóerejét pecsétnyomással a hídfő hátoldalára vezették. Ezt követően a hídfő felső zónája rövidkonzolként hordja át ezt a közel vízszintes erőt a ferde kitámasztórudakra.

 

Egy másik érdekes szerkezeti részlet az ív közbenső támasznál található végcsomópontjának kialakítása volt. Itt a fő kihívás az volt, hogy az ívekben működő nyomóerővel egyidejű hajlítónyomatékokat és nyíróerőket bekössék a beton alépítménybe. Ehhez az ív véglemezére hegesztett „kalapácsfejű” nagyszilárdságú acélrudakat kellett a pillérbe bebetonozni. Az ívcsonkot előre, a kettes támasz betonozása előtt, nagy pontossággal kellett elhelyezni, majd ezt követhette a vasszerelés és a támasz kibetonozása.

 

Ívek 56 fokos dőlésszöggel

Különleges látványt nyújtanak a híd kifelé döntött ívei. Balogh Ádám elmondta, ezeknek köszönhető, hogy oldalnézetében karcsúbb a híd, ugyanakkor az ív fesztáv-magasság aránya statikai szempontból jóval kedvezőbb lehetett. A pontos szöget maga a bevágás geometriája és a híd hasznos szélessége határozta meg. A projektvezető hozzátette, az volt a céluk, hogy az ívek metszéspontja ne találkozzon a letámaszkodásnál, ezáltal a csomópont acélszerkezeti szempontból letisztultabb lehetett. A két peremfeltétel eredményeképp kapták a véletlennek tűnő 56 fokos dőlésszöget.
A híd geometriájának kialakításakor is több változatot vizsgáltak meg. Az áttört gerinclemezes megoldáson kívül felmerült az egyszerű laposacél függesztőrudas változat is. Végül a dinamikai viselkedés és az esztétikai szempontok alapján döntöttek az előbbi mellett.
Péter Anna Mária az íves főtartó megalkotására is rendkívül büszke, mind modellszinten, mind építéstechnológiai szempontból. Az ívek magassági és vízszintes vonalvezetésében a túlemelés következtében építési állapotban és így gyártáskor sem volt tiszta ív. Az íves főtartó zárt, derékszögű háromszög alakú keresztmetszetű. Az ív jellemzői miatt a tartó két, egymásra merőlegesen futó, egyszeresen görbült lemezből és egy kétszeresen görbült ferde lemezből épült fel. A gyártmánytervek a Tekla Structures programban létrehozott modell alapján készültek. A modellt a kivitelezőkkel és a gyártást irányító szakemberekkel egyeztetve többször módosították.

Minden eshetőségre volt forgatókönyv

Péter Anna Mária elmondta, az építéstechnológiát a kivitelező Duna Aszfalt Zrt. mérnökeivel szoros együttműködésben alakították ki. A hidat a Duna Group lengyelországi leányvállalata gyártotta, az egységeket közúton szállították az építési területre.
Az organizációs és forgalomtechnikai szakágak szakembereivel minden forgatókönyvre kiterjedően, alapos és precíz tervcsomagot készítettek. A helyszíni szerelés megtervezése komoly kihívás volt, mert ehhez nagyon kis terület állt rendelkezésre. Az új híd beemelését két hétvégére sűrítették, alkalmanként maximálisan 12 órás teljes pályazár mellett.
Péter Anna Mária hozzátette, a hídépítéshez szükséges forgalomtereléseket, korlátozásokat a FŐMTERV Zrt. forgalomtechnikai mérnökei, míg az M7-es párhuzamosan zajló burkolatfelújításához szükséges tereléseket a FLAVUS Mérnökiroda Kft. szakemberei tervezték meg.
A gyalogos-kerékpáros közlekedést a régi hídon biztosították. A munkaterületet úgy alakították ki, hogy akadálymentesen lehessen átkelni az M7-es autópálya felett az építés teljes időtartama alatt.
A legnagyobb kihívást a hídelemek beemeléséhez, illetve a régi híd elbontásához szükséges teljes pályazár kialakítása jelentette az M7-es autópályán. Az időpontok meghatározása, a feszített ütemezés optimalizálása minden féltől sok kreativitást és kompromisszumot igényelt.

 

A kis önsúly is kihívást jelentett a beemelésnél

A hídelemeket daruzással helyezték el az előzetesen felépített ideiglenes jármokra. Minden emelés bravúrosan sikerült, ami az összehangolt tervezői és kivitelezői csapat érdeme.
A beemelés legkényesebb és legérdekesebb részlete Hazay Máté szerintaz ideiglenes segédjármok stabilitásának kérdése volt a szerkezet viszonylag kicsi – 193 tonnás - önsúlya miatt. Az íveket áttört gerinclemez köti össze a hídpályával. Számolni kellett azzal is, hogy az erre ható erős oldalszél az építés közben az ideiglenes támaszokon álló szerkezet stabilitását is veszélyeztetheti. Ez magában hordozta annak lehetőségét is, hogy a szél felőli ideiglenes támaszok elemelkednek, és a szerkezet felborul. A statikus szakember elmondta, a stabilitást a jármok keresztirányú széthúzásával biztosították. Így azok unortodox módon a pályaszerkezet mellett helyezkedtek el idomulva a vállalkozó meglévő segédszerkezeteihez. A felszerkezet terhét zártszelvényű áthidaló gerendák közvetítették az ideiglenes támaszokra.

A menetes szárak megfeszítése, valamint a helyszíni illesztések hegesztése és korrózióvédelme után az ideiglenes támaszokat fokozatosan, több lépcsőben eltávolították. A szakaszolással biztosították, hogy egy támasz tehermentesülése ne okozhassa a többi még teherviselő szerkezet tönkremenetelét.

 

Autókkal és csoportos meneteléssel is tesztelték a hidat

Hazay Máté elmondta, hogy a próbaterhelést a BME Hidak és Szerkezetek Tanszékének oktatói végezték. A 32 személygépjárművel terhelt hídon a számított lehajlás 0,1 mm alatti eltéréssel közelítette a mért eredményeket. Hozzátette, már a tanulmánytervi fázisban is látszott, hogy egy ilyen fesztávú filigrán gyalogoshídnál rezgéscsillapítókat kell alkalmazni. A dinamikus próbaterhelés valójában ezek hatékonyságának a főpróbája volt. Ehhez 2, 10 és 32 fős csoportok összehangolt lépésekkel, kocogva és futva haladtak át a hídon. A szerkezet mozgásait szenzorok mérték, illetve több pontra megfigyelőket állítottak, akik a hídon lévő komfortfokozatot értékelték. A dinamikus próbaterhelés során a legtöbb terhelési esetben maximális komfortfokozatot állapítottak meg. Néhány esetben a mért gyorsulások az átlagos komfortfokozati tartományba estek, ami szintén megfelelő egy ilyen karcsú gyalogoshídnál.

A tartósságot és a könnyebb üzemeltetést is szem előtt tartották

A híd korrózióvédelme a legkorszerűbb, négyrétegű bevonatrendszerrel készült. Balogh Ádám kifejtette, emellett igyekeztek a fenntarthatósági szempontokat a tervezés kezdetétől figyelembe venni. Általános üzemeltetői tapasztalat, hogy a víznyelők gyakran lokális hibaforrásnak bizonyulnak, így a híd vízelvezetését úgy tervezték meg, hogy ezek nélkül a két szélén található vápák keresztmetszete elegendő legyen a teljes hídfelületen összegyűlő csapadékvizek elvezetésére. A merevítőtartó szekrény keresztmetszete alacsony, így nem járható. Emiatt a teljes merevítőtartó, valamint az ívek is légtömör kivitelben készültek. A kialakítás belső korrózióvédelem nélkül is biztosítja a tartósságot a híd teljes élettartama alatt.