Hídépítés - 1. előadás
description
Transcript of Hídépítés - 1. előadás
Hídépítés - 1. előadás
Kis László
2
Előadás vázlat
• Hídépítési alapfogalmak
• Hídtervezési követelmények
• Híd tervezési fázisok
• Hidak osztályozása
• Szabványok
• Hídépítés története
3
Hidászok jelmondata
„Az út arra való, hogy összekösse a hidakat.”
régi hidász mondás
4
Hídépítési alapfogalmak
• Híd fogalma: olyan építmény, amely arra szolgál, hogy átvezesse valamely közút, vasút, kerékpáros-, vagy gyalogút forgalmát egy bizonyos akadály (völgy, út, vasút, vízfolyás stb.) fölött, és szabad nyílása nagyobb, mint 2,0m.
A 2,0m alatti műtárgyakat gyűjtőnéven átereszeknek nevezzük.
5
Hidak részei
FELSZERKEZET
ALÉPÍTMÉNY
6
Hidak részeiFELSZERKEZET
ALÉPÍTMÉNY
7
Hidak fő részei, szerkezeti elemei• Alépítmény részei:
alapozás (sík, cölöp, kút, szekrény)felmenő szerkezet (falak, pillérek)fejgerenda, másnéven szerkezeti gerendasaruzsámolytérdfalak, szárnyfalak
• Fő funkció: a felszerkezet terheinek továbbítása az altalajra
• Hídfő: a szélső támasz neve• Pillér: közbenső támaszok neve• Szokásos szerkezeti elem elnevezések:
– Hídfő szerkezeti gerenda, Hídfő fal, Pillér fejgerenda– Hídfő oszlopok, Pillér oszlopok– Pilon
8
Hidak felszerkezete• Felszerkezet részei:
Pályaszerkezet: funkcionális rész: közúti pályaburkolat vagy vasúti
felépítmény szigetelést védő réteg szigetelés pályalemezFőtartók: gerendák, hossz- és (vég)kereszttartók.HídtartozékokKiegyenlítő vagy úszólemez: a hídfő és a háttöltés
süllyedéskülönbségét hivatott kiegyenlíteni, csökkenteni.
Saruk: a felszerkezet részei (ha vannak), a felszerkezet terheit továbbítja az alépítményekre.
A mai modern hídépítésben a térbeli erőjáték miatt a pályalemez szerves része a főtartóknak, így ez az éles elválasztás már nem lehetséges.
9
Hidak felszerkezete - hídtartozékok• Hídtartozékok: a híd funkciójának betöltése miatt van szükség
rájuk, általában nem teherviselő szerkezeti elemek.dilatációk (aszfaltdilatáció, műgumi, fésűs dilatáció stb.),szegélyek, bevonatok (BV1, BV2, BV3)korlátok (vezetőkorlát a kocsipálya szélein, gyalogos
korlát, üzemi korlát), zajvédő falak,vakítás elleni védelem, leesés elleni védelemvíznyelők, csepegtető csövek,vizsgáló lépcsők, vizsgáló lépcső korlát,surrantók,hídvilágítás, közművezetékek (víz, távközlés, csatorna, ÜHK stb.),hajózási jelzések (táblák, táblák megvilágításai, radarok),speciális vizsgálóberendezések (pl. hágcsók stb.),repülés biztonsági jelzések (éjszakai magasságjelző fény),vízmérce
10
További hídszerkezeti fogalmak • Szabad nyílás-támaszköz• Pályaszint: út vagy vasúttervező adja meg az értékét, és a helyét,
hogy hova értelmezzük. Nem biztos, hogy a híd tengelye megegyezik az út tengelyével!
• Szerkezeti magasság: a pályaszint és abban a metszékben a felszerkezet legalsó élének magasságkülönbsége.
• Szerkezet mértékadó alsó éle: felszerkezet legalacsonyabb pontja az űrszelvény fölött a legkisebb magasságkülönbségnél. A legkisebb magasságkülönbség az űrszelvény fölötti biztonsági tartalék.
• Híd megnevezése: mindenképpen tartalmaznia kell az alábbi adatokat: híd neve és helye, hídközépi szelvényszámátPl.: M6/147/k sz. szervízúti felüljáró a MÁV Bp.-Pusztaszabolcs vv.
(119+66,08 hm) felett a szervízút 0+269,40 km szelvényében61. sz. főút 131+369 km sz-ben lévő Kaposfői vízfolyás hídDunaújvárosi Duna-híd
11
További hídszerkezeti fogalmak • LKV: legkisebb vízszint• LKHV: legkisebb hajózási vízszint• MÁSZ: Mértékadó Árvíz Szint• LNHV: legnagyobb hajózási vízszint• DV: duzzasztott vízszint• LNV: az eddig észlelt legmagasabb jégmentes és jeges árvíz
szintje.• Űrszelvény: a közúti, vasúti, hajózási útvonal mellett és felett
szabadon tartandó térnek a pályára, útvonalra merőleges metszete. A híd alatt is lehetséges forgalom: pl.: ap. aluljáró.Létezik: gyalogos, kerékpáros, lépcső, közúti (külterületi, belterületi; autópálya, főút, egyéb út), vasúti (villamos és egyéb vontatású), villamos, HÉV,metró hajózási űrszelvény.Jellemző magassági méretek:– gyalogos és kerékpáros: 2,50m– közúti: 4,70m.
12
Hidak ferdeségének értelmezése
BAL ferdeségű híd JOBB ferdeségű híd
Ferdeségi szög: a híd tengelye és az áthidalt akadály tengelyei egymással hegyesszöget zárnak be. Így megkülönböztetünk: merőleges, bal, illetve jobb ferdeségű hidakat. Nagy ferdeségű hídról 60° alatt beszélünk. Tervezésnél célszerű kerülni.
13
Hídtervezési követelmények
• Funkció: akadály áthidalása, forgalmi követelmények: sávok száma, helyzete, űrszelvény biztonságos átvezetése.
• Műszaki: útkategóriának megfelelő pályaszerkezet átvezetése, tartóssági követelmények (100év!), erőtani követelmények: teherbírás, alakváltozás stb.
• Gazdaságosság: felhasznált anyagok, szerkezeti rendszer helyes megválasztása, építéstechnológia, szállíthatóság, alapozási mód, fenntartási költség.
• Esztétika: környezetbe való illeszkedés, szerkezeti elemek aránya, nyílásbeosztás, biztonság érzet. Gyaloghidaknál ez a sorrend jelentősen megváltozik!
14
Hídtervezési fázisok
• Tanulmányterv
• Engedélyezési terv - Hatósági engedély
• Tender terv
• Kiviteli terv – Hatósági jóváhagyás
• Egyesített terv
• Megvalósulási terv
15
Hídtervezési fázisok
• Tanulmányterv:Feladata, hogy ugyanarra a tervezési feladatra több megoldási lehetőséget mutasson be, lehetővé téve ezzel a legkedvezőbb megoldás kiválasztását.Közelítő statikai számításokat már kell hozzá végezni.Tartalmaznia kell:
• Műszaki leírást,• Általános tervet,• Költségbecslést,• A változatok összefoglaló értékelését.
16
Hídtervezési fázisok• Engedélyezési terv:
Célja, hogy az építést megelőző hatósági eljárás alapjául szolgáljon. Egy változat kerül kidolgozásra.Tartalmaznia kell:
• Műszaki leírást,• Általános tervet, az alkalmazandó anyagok részletes
felsorolásával, és a fő szerkezeti problémák megoldását is tartalmazza, pl: vízelvezetés.
• Statikai számítást a híd fő tartószerkezeti elemeire kiterjedően,
• Csak a hídra vonatkozó talajmechanikai szakvéleményt,• Az engedélyezési eljárásba bevonandó érintettek név és
címjegyzékét: kisajátítandó területek, szomszédok, építéssel érintett kapubehajtók tulajdonosai, közmű-, út-, vízfolyáskezelők, területileg érintett Hatóságok.
17
Hídtervezési fázisok• Tender-, vagy ajánlati terv:
Célja, hogy a legalkalmasabb kivitelező kiválasztása.
Tartalmaznia kell az engedélyezési terv tartalmi részen túlmenően:
• Részletrajzok,• Anyagminőségek pontos megnevezése,• Méret-, és mennyiségszámítást,• Beárazandó tételek jegyzékét• Részletes statikai számítást (vasalás mennyiségi
meghatározása)
18
Hídtervezési fázisok• Kiviteli terv:
Olyan terveket, leírásokat kell tartalmaznia, amiből a műtárgy megépíthető.Tartalmaznia kell:
• Részletesen kidolgozott általános tervet,• Zsaluzási terveket,• Műszaki leírást,• Részletes, minden szerkezeti elemre kiterjedő statikai
számítást,• Részletrajzokat,• Tartószerkezeti elemek elkülönített terveit, vasalási tervek,
acélszerkezeti tervek,• Részletes, minden szakágra kiterjedő méret-, és
mennyiségszámítást• Részletes talajmechanikai szakvéleményt
19
Hídtervezési fázisok
• Egyesített terv:
Feladata, hogy egy hatósági eljárás keretén belül legyen kezelve ugyanannak a hídszerkezetnek az építési engedélye és a kiviteli terv jóváhagyása.
Így pénzt és időt lehet megspórolni, de csak kisebb hidaknál, hídfelújításoknál alkalmazható eljárás.
Kiviteli terv szintű tartalom, de érintettek név és címjegyzékét is kell készíteni.
20
Hídtervezési fázisok• Megvalósulási terv:
A megvalósult, elkészült építményt ábrázolja, a kivitelező, és a Mérnök (a Megrendelő által felkért független műszaki ellenőr) aláírásával hitelesített dokumentum.
Minden, kiviteli tervtől való eltérést ábrázolni kell rajta:
megvalósult pályaszint, szerkezeti elemek, beépített anyagok pontos megnevezése stb.
Üzemeltetési kézikönyvet (Fenntartási utasítást) kell készíteni azokhoz a hidakhoz, amelyeknek a legnagyobb szabad nyílása 50m-nél, vagy a szerkezeti hosszuk (felszerkezet hossza) 100m-nél nagyobb, vagy a Kezelő, Megrendelő kéri ezek elkészítését.
21
Hidak osztályozása
22
Hidak osztályozása – főtartó statikai rendszere alapján 1.
23
Hidak osztályozása – főtartó statikai rendszere alapján 2.
24
Hidak osztályozása – km-i kialakítás alapján – vb. hídszerkezetek 1.
25
Hidak osztályozása – km-i kialakítás alapján – vb. hídszerkezetek 2.
26
Hidak osztályozása – km-i kialakítás alapján – acél hídszerkezetek
Közúti gerendahíd-keresztmetszetek a) vasbeton pályalemezzel együttdolgozó szekrény; b) ortotrop lemezes
szekrényhíd; c) két főtartós, ortotrop pályaszerkezetű híd; d) kábellel feszített acélhíd
27
Hidak osztályozása – erőjáték bonyolultsága alapján 1. – klasszikus hídszerkezet
Acél híd esetén
Öszvérhíd esetén
28
Hidak osztályozása – erőjáték bonyolultsága alapján 2. – modern hídszerkezet
Acél híd esetén
Öszvérhíd esetén
29
Hidak osztályozása – főtartó szerkezeti kialakítása alapján
30
Hidak osztályozása – főtartó és a pálya relatív helyzete alapján
Alsópályás Felsőpályás
Süllyesztett pályás
31
Hatályos hídépítési szabványok• Közúti hidak: Útügyi Műszaki Előírások
– ÚT 2-3.401 Általános előírások,– ÚT 2-3.411 Létesítési szabályok,– ÚT 2-3.412 Erőtani számítás,– ÚT 2-3.413 Acélhidak tervezése,– ÚT 2-3.414 Beton, vb., feszített vb. hidak tervezése,– ÚT 2-3.415 Öszvérhidak tervezése.
• Vasúti hidak: Vasúti Hídszabályzat kötetei, H1 – H4 kiegészítései
• Alapozásokhoz: MSZ 15000-es sorozat• JÖVŐ: EUROCODE, MSZ EN 199X formában
32
Hídépítés rövid története
• Természetes hidak• A mesterséges hidak egyidősek az emberiséggel:
patakon átvezető kidöntött fa gerenda….• Az első „mérnöki” hídszerkezetek függőhídként
készültek, fő tartószerkezetük növényekből fonva. Csak jóval ez után épültek boltozatok. Az 1. „boltozatot” a sumérok építették (Úr városa, Kr. előtt 4-3000 körül).
• Az igazi fejlődés akkor indul meg, amikor új építőanyagok (kavart vas,acél, vasbeton, alumínium stb.) jelennek meg, új építési technológiákat találnak ki, vagy alkalmaznak hídszerkezetekhez is (pl. Sydney Kikötő-híd konzolos építése), pontosabb számítási eljárások jelennek meg: magasabb rendű elméletek, szerkesztések, VEM…
33
Természetes ívhíd
34
Boltozatok
• Több ezer éve• Anyaguk: kő, tégla• Szerkezeti forma: tiszta
körív, kosárgörbe• Igénybevétel: nyomás• Kép fent: Anji híd, Kína
Fesztávolság: 37m!• Kép lent: Hortobágyi
Kilenclyukú híd• A 8db Rómában álló
hídból még 6db ma is áll!!
35
Római kori boltozatokPonte Fabricio (Kr.e. 62)
36
Római kori boltozatokPont du Gard (Kr.u. I. sz.)
37
Ívhidak
• Középkortól• Anyaguk: kő, tégla, vas,
acél, beton, vasbeton, fa• Igénybevétel: nyomás,
hajlítónyomaték• Szerkezeti rendszer:
befogott, két- és háromcsuklós hidak
• Képen: Ördög-híd, Martorell
38
Ívhidak – Iron bridge Coalbrookdale (1779)
39
Ívhidak – Mostari Öreg hídépült 1567., újjáépítve 2002-ben
40
Ívhidak – La Barqueta híd Sevilla
41
Függőhidak (lánchidak)
• Felszerkezetük minden esetben acélból készül
• Tartószerkezeti elemei: pilon, kábel, régen lánc, merevítőtartó
• Igénybevételek: húzás, hajlítónyomaték
Régi Erzsébet-híd
• Lánchíd 1849. 202,6m• Régi Erzsébet-híd 1903. 290m• Mai Erzsébet-híd 1964. 290m• Akashi híd 1998. 1991m• Messinai-szoros híd tervezés
alatt, de 3360m!
42
Függőhidak (lánchidak)Passau, Luitpold híd
Budapest, Erzsébet híd
43
Gerendahidak• Létrejöttét az építőanyagok és az építéstechnológiák
fejlődésének köszönheti: pl.: feszített vasbeton, szekrény keresztmetszet stb.
• Igénybevétel: normálerő + hajlítónyomaték• Jellemzően nagyon karcsú, kis szerkezeti magasságú
szerkezetek• Általában többtámaszú szerkezetként épülnek.• Pl.: Árpád híd, autópálya aluljárók és felüljárók jelentős
része
44
GerendahidakBudapest, Árpád híd
M0 déli autópálya híd (Háros)
Budapest, Szabadság híd
45
Ferdekábeles hidak• Tartószerkezet: Pilon+feszített ferde
kábelek+merevítőtartó• Igénybevétel: normálerő+hajlítónyomaték
46
Nagy magyar hidász mérnökök
• Maderspach Károly• Feketeházy János• Kherndl Antal• Zielinszki Szilárd• Czakó Adolf• Beke József• Kossalka János• Sabathiel Richárd• Mihailich Győző
• Egyedi Béla• Folly Róbert• Haviár Győző• Sávoly Pál• Álgyay-Hubert Pál• Korányi Imre• Széchy Károly• Bölcskei Elemér• Palotás László