A napokban született meg a döntés: Monostori híd lesz az új komáromi átkelő neve. A híd előkészítő munkáiról, tervezéséről már több fórumon, újságcikkben beszámoltunk (többek között a Mérnök Újságban is). Az átkelő építése 2017. nyarán kezdődött és idén májusban hajtották végre próbaterhelését, ami jó alkalom arra, hogy bemutassuk a kivitelezés főbb állomásait. A részletes építéstechnológiai ismertetés helyett inkább olyan műszaki érdekességeket szeretnénk felvillantani, amelyekkel eddig nem sűrűn találkozhattunk a hazai hídépítési gyakorlatban.
Gilyén Elemér
A híd terveit a budapesti Pont-TERV Zrt. és a pozsonyi DOPRAVOPROJEKT a.s. közösen készítették. A híd főtervezője magyar oldalon Mátyássy László, szlovák részről pedig Nagy László. A híd tervezését a két ország (magyar, szlovák) eltérő szabványai, jogrendje, nyelve mellett a rendkívül szerteágazó építéstechnológia és szoros ütemterv is nehezítette. Maga a kivitelezés is igazi „V4” munka volt, hisz a magyar generálkivitelező mellett a pilont Csehországban, a pályaelemeket pedig Lengyelországban és Szlovákiában gyártották.
Az új közúti Duna-híd a magyar parttól néhány száz méterre futó 1.sz. főutat köti össze a szlovák oldali I/63.sz. főúttal. A nyomvonalat a meglévő vasúti hídhoz igen közel, attól 170 m-re (nyugati irányba) jelölték ki, ennél fogva a hídnyílások beosztásának tervezésénél a hajózási szempontok meghatározóak voltak. Ezért lett az új híd legnagyobb nyílása 252 m, amely lehetővé teszi, hogy annak megépülte után sem lett nehezebb a hajózás a Dunának ezen a szakaszán.
A 252 méteres nyílást leggazdaságosabban egy ferde kábelekre függesztett szerkezettel lehet áthidalni. A támaszközök: 66 + 252 + 120 + 96 + 66 m hosszúak, a híd teljes hossza 601,60 m. A maga 252m-es fesztávolságával ez a műtárgy a hazai hidak élmezőnyébe tartozik, ha azonban figyelembe vesszük, hogy az egypilonos szerkezet műszaki, technikai bonyolultságát, statikai viselkedését tekintve egy körülbelül 450 m középső nyílású kétpilonos szerkezetnek felel meg, akkor láthatjuk, hogy nemzetközi szinten is jelentős alkotás épült fel Komárom mellett. (Az egypilonos szerkezet kialakítását a meder aszimmetrikus keresztmetszete, a hajozóút ennek megfelelő helyzete és az árvízvédelmi szempontok határozták meg.)
A 118 m magas, acélszerkezetű pilon aszimmetrikus kialakítású, a híd befolyási oldalán helyezkedik el, és L alakú megtámasztással kapcsolódik a Duna medrébe alapozott pilléréhez. A pilon egyedi kialakítását esztétikai szempontok határozták meg, jelenleg a világ egyetlen ilyen szerkezetű közúti hídja. A pilon aszimmetrikus elhelyezkedése ellenére a kábelelrendezés a hídtengelyre szimmetrikus, a hídpálya két oldalát két külön kábelsíkkal függesztik fel.
A hídon kétnyomú főút vezet át, a keresztmetszet teljes szélessége 20,40 m. A kocsipálya 11,50 m széles, melynek bal oldalán gyalogjárdát, a jobb oldalán kerékpárutat helyeztünk el.
„O” cellás mérés
Az építési engedélyben előírták a mederpillérek próbaterhelését is. Ezeknél a támaszoknál nem lehetett a hagyományos, 5 cölöpös próbaterhelést végrehajtani (négy lehorgonyzó cölöp között az ötödik cölöpöt terhelik), ezért itt O-cellás mérést végezetek. (GEO-TERRA Kft., Fugro Consult Kft.). Az O-cellás mérés lényege, hogy csak egy darab próbacölöp épül a mederben, melybe a cölöpcsúcs fölött ~1,00 m-rel beépítenek egy hidraulikus sajtót, amivel a terhelést el tudják végezni. A sajtó ellenerejét a cölöp saját súlya és a köpenysúrlódás biztosítja. Ez volt a hazai hídépítésben az első ilyen módszerrel végrehajtott próbaterhelés.
Műsziget
A vízbe kerülő pillérek (2-es, 3-as, 4-es jelűek) alapozásnál a szlovák vízügyi hatóság előírta, hogy a cölöpösszefogó gerendát be kell süllyeszteni a folyómederbe, azaz a talpgerenda felső felülete a mederfenékkel legyen egy síkban. Ez a gyakorlatban azt jelentette, hogy a munkagödörben a Duna ~8,00 m-es vízmagasságával és a talpgerenda 4,00m-es vastagságával együtt összesen ~12,00 m vízoszlopot kellett távol tartani. Ekkora vízoszlopnál már nem lehetett alkalmazni az elmúlt évtizedek hídépítéseinél kifejlesztett őrfalas építési módot, így az alépítmény műsziget segítségével épült meg. (További nehézséget jelentett a pilon alatt található 3-as pillér talpgerendájának különösen nagy alaprajzi mérete: 41,0 x 16,0 m).
A műszigetek fala két, egymástól 60cm-re levert Larssen-palló sorból állt. A 2-es és 3-as pilléreknél lokálisan olyan kemény márga réteget harántoltak, amin a szádfalat nem lehetett keresztül hajtani. Végül ezeken a helyeken a szádfalak verése előtt a talajt CFA fúróval előfúrták („perforálták”).
A külső és belső szádfalat a verést követően összekötötték feszítő rudakkal, és a két palló közötti 60cm-es közt kibetonozták. A külső szádfalsor vízépítési terméskő-védelmet kapott. A szádfal körbezárása után a műsziget belsejéből a vizet kiszivattyúzták és szemcsés anyaggal feltöltötték, így a cölöpöző és talajinjektáló („jetelő”) munkagépek szárazon dolgozhattak. A cölöpözés befejezésével a munkagödör alatt ~7.35 m mélyen 2,0 m vastag „jet-paplant” injektáltak, ami a munkagödör alsó vízzárást biztosította, így nem volt szükség a felúszás elleni szokásos, több méteres ellenbeton-rétegre. Az alsó vízzárás elkészülte után emelték ki a szemcsés talajt a műsziget belsejéből. A szádfal belső megtámasztására két szinten is acél merevítő keretet építettek be, melyeket később az építkezés előrehaladtával több lépcsőben bontottak vissza. A műszigetet végül a pillérek elkészülte után bontották el.
1. ábra: A műsziget építésénél a különlegességet az adta, hogy a Kivitelező egy napjainkban nem alkalmazott műszaki megoldáshoz nyúlt vissza. Érdekes megfigyelni, hogy ez a technológia, a nehézségeivel együtt (!) mennyire hasonlít a Lánchíd 170 évvel ezelőtti építéséhez: „A pillérek és a hídfők előre kijelölt helyét hármas cölöpsorral vették körül – a cölöpsorok egymástól való távolsága 1,5 méter volt –, ezek közül a kavicsot kikotorták és a réseket vízzáró agyaggal töltötték ki. A jászolgát belsejéből kiszivattyúzták a vizet és leástak a talaj teherbíró részéig. A cölöpök egyenként 38×38 cm keresztmetszetűek, 20-24 méter hosszúságúak voltak. Ezek végére vasrudakat erősítettek, majd 1,5t verőkossal, 6,7 méteres ejtési magassággal ütötték helyükre a cölöpöket. Egy cölöp verése 1-2 napig is eltartott…A budai oldalon a cölöpök verése emberfeletti nehézségekkel járt, mert jó részüket kemény konglomerát rétegbe verték, aminek következtében sok cölöp verés közben eltört. Itt egy-egy cölöp verése 4-5 napig is eltartott. Miután az eltört cölöpöket kihúzni nem lehetett, azok mögé második sort vertek…” (Dr. Gáll Imre, A budapesti Duna hidak)
Merevítőtartó gyártása
Az ortrotróp pályalemezes, két gerincű, nyitott merevítőtartót keresztirányban 7 db gyártási egységre bontottuk. A gyártási egységeket a BANIMEX lengyelországi és a SAM komáromi hajógyárában készítették. A kész elemeket közúton a csepeli szerelőtérre szállították, ahol 7-7 db gyártási elemből egy-egy teljes keresztmetszetű szerelési egységet állítottak össze. A 12,2- 18,0 méter hosszú elemek súlya 72 és 136 tonna között változott. Csepelen történt a korrózióvédelmi rétegek felvitele is. A kész szerelési egységeket bárkán szállították az építkezés helyszínére, ahol a Clark nevű, 200t emelőkapacitású úszódaru emelte őket a helyükre.
A pilon gyártása, szerelése
Az acélszerkezetű pilon a középső mederpillér alépítményi szerkezetébe befogva épült. Statikai váza tulajdonképpen egy befogott konzol, melynek alsó befogását a pillértestbe nyúló acélszerkezetű elemek és kitámasztó rudak biztosítják. A vízvonal feletti részeken a pilon 70 m magasságig két cellára van osztva. A nyomott oldali cellát kibetonozták a külpontos nyomóerő levezetése és lehető legkisebb alakváltozás érdekében.
A pilon 34 db, egyenként 3,0 m magas gyártási egységből áll. Az elemeket Csehországban, az MCE Slany gyárában készítették és felhordott korrózióvédelemmel együtt közúton szállították a helyszínre.
Az alsó szintek nagyobb súlyú szerelési egységeit (3×3,0 m) úszódaruval emelték a helyükre. A magasabban lévő elemek – ahová az úszódaru már nem ért fel – egyesével, egy 50 tonna teherbírású toronydaruval kerültek a helyükre. A 126 m horogmagasságú, 50t teherbírású toronydaru Európában is egyedinek számított. A daru két különböző szinten, de egyszerre csak egy helyen rögzítve volt a pilonhoz. A pilon építéséhez készült egy egyedi, háromszintes kúszóállvány is, ami a pilon építésével párhuzamosan, annak oldalán kúszott fölfelé.
Az elemek beállítása és összehegesztése után történt meg a nyomott cella vasszerelése és kibetonozása.
A pilon a terhelés hatására vízszintes mozgást végez, ezeket az építés közbeni, a tervezettől esetlegesen eltérő mozgásokat a pilon húzott oldalán elhelyezett feszítőkábelekkel lehetett szabályozni.
Szlovák ártéri oldal szerelése
A szlovák ártéri oldal 15 szerelési egységét úszódaruval a 3-as és 4-es pillér közé épített, víz fölötti szerelőtérre helyezték. A szerelőtéren az új elemet hozzáhegesztették a már meglévő hídegységhez, és szakaszosan a szlovák oldali hídfő felé tolták – a kereszttartók kiosztásnak megfelelő, háromméteres lépésekben. A hosszirányú betolás a víz fölött, a 4-es jelű pillér melletti és az ártéren elhelyezett, 3,0-3,0m hosszú tolópályákon történt. A kitolt hídszakasz 255,0m hossza önmagában is tekintélyes, egy átlagos magyarországi Tisza-mederhíd hosszával azonos.
Medernyílás szabadszerelése
A hídépítés egyik leglátványosabb része a medernyílás 15 szerelési egységének konzolos szabadszerelése volt. A feszített ütemterv miatt a merevítőtartó és a pilon építése átfedésbe került, ezzel jelentősen megnehezítve az amúgy is kényes alakkövetést. Az aszimmetrikus pilon ugyanis a terhelés hatására fokozatosan elmozdult keresztirányba (a pilon önsúlyából és a felfüggesztett pályaszerkezetből összesen ~1,00m körül mozdult el a pilon). Így az új elemek beállításánál nem csak a magasságot kellett figyelembe venni, hanem a végleges keresztirányú elmozdulással is számolni kellett. Egy szerelési ciklus a következőkből állt:
- Az úszódaru beemelte az új merevítőtartó-elemet a meglévő hídkonzol végére, melyet ideiglenes szerkezetekkel (nyírófogak, feszítőrudak) rögzítettek. Ezzel párhuzamosan a pilon tetején is elhelyeztek egy új elemet.
- A merevítőtartó és pilon teljes keresztmetszetét meghegesztették.
- A konzolvég és a pilon között megfeszítették a kábeleket.
Kábelek feszítése
A két kábelsíkban elhelyezett, legyező kiosztású kábelek lehorgonyzása a merevítőtartóban 24 m-ként (passzív lehorgonyzás), a pilonban 2,78 m-ként (aktív lehorgonyzás) történt. A kábelek párhuzamos pászmákból állnak, melyeket egyesével feszítettek meg. A pászmaszám kábelenként 43 és 85 között változik. A leglaposabb kábelek hossza 233,8 m, a legmeredekebbekké 84,9 m, a maximális kábelerő 5600kN. A vízszintes erők kiegyensúlyozásához a pilonban egy szinten összefutó 4 db kábelt (befolyási/kifolyási, első/hátsó) azonos ütemben feszítették meg. Végállapotban meghagytuk a kábelek finom szabályozásnak lehetőségét is (pl. aszfaltozás után), pászmánkénti meghúzással (kis puska) vagy a teljes kábelek egyszerre történő feszítésével (nagy puskával). A komáromi hídnál végül nem volt szükség utólagos feszítési műveletre.
Az első négy kábel megfeszítését 2019. szeptember 14-én fejezték be, a nyolcadik (utolsó) négy azonos szinten lévő kábel feszítését december 2-án. A 239,40m hosszú hídkonzolt december 9-én zárták össze a magyar oldali hídvéggel. Ezalatt a két és fél hónap alatt a merevítő tartó 180,00m hossza épült meg a Duna fölött, a pilon 7 szintjét hegesztették össze 100m magasságban, befűztek és megfeszítettek 32 db kábelt, melynek összhossza 4989 m volt. Ez mind a tervező, mind a kivitelező számára komoly kihívást jelentett!
Próbaterhelés
A híd próbaterhelésére május 16-án került sor a Budapesti Műszaki Egyetem Hidak és Szerkezetek Tanszéke munkatársainak irányításával. A mért és számított alakváltozások gyakorlatilag megegyeztek, amely többek között azt is jelzi, hogy az építéstechnológia és a hídépítésben használt anyagok mellett mennyit fejlődött a számítástechnikai háttér is.
A híd átadásának időpontja a jelenlegi járványhelyzet miatt még bizonytalan, de a karcsú, korszerű szerkezet mindenképp méltó követője a magyar hídépítési hagyományoknak.
Résztvevő szervezetek
Magyarország Nemzeti Fejlesztési Minisztériuma és a Szlovák Köztársaság Közlekedési és Építési Minisztériuma megbízásából, a Nemzeti Infrastruktúra Fejlesztő Zrt. és a Slovenská správa ciest (Szlovák Közútkezelő Társaság) beruházásban valósul meg, 85% uniós forrás felhasználásával.
Kivitelező: H-M DUNA-HÍD KONZORCIUM (Hídépítő Zrt., Mészáros és Mészáros Kft.)
Kiemelt alvállalkozó: Hódút Kft., Hídépítő Speciál Kft.,
Tervezés: Pont-TERV Zrt., DOPRAVOPROJEKT a.s.
Mérnök: Komáromi Híd-Mérnök Konzorcium (Főber Zrt., Via-Pontis Kft., Utiber Kft., Oviber Kft., ESP Consult s.r.o.)
A Pont-TERV tervezői csapata az utolsó elem beemelésénél
