A tervezett mohácsi Duna-híd látványterve

Az épülő mohácsi Duna-híd és a kapcsolódó úthálózat tervezése 2019-ben kezdődött. A közel 30 kilométer hosszúságú út tervezési projektjének főtervezője a SPECIÁLTERV Kft., a Duna feletti folyami híd a SPECIÁLTERV Kft. és a FŐMTERV Zrt. közös alkotása. A 756 méter teljes hosszúságú új Duna-híd szerkezete három egymást követő ívhíd sorozataként valósul meg. A projekt teljes tervezési koordinációját és két darab, egyenként 230 és 250 méter fesztávú ívszerkezet komplett tervezését a SPECIÁLTERV Kft. végezte. A 270 méter fesztávolságú „mederhíd” szerkezetengedélyezési, kiviteli és gyártmányterveit a FŐMTERV Zrt. készítette.

A szerkezeti kialakítás alapelvei azonosak, a három ív geometriájában és szerkezeti rendszerében vannak minimális eltérések az egyes egységek méreteihez és technológiai adottságaihoz igazodva. A tervezési folya­mat során a két iroda szorosan együttműködött, a főbb koncepcionális és részletszintű döntések közösen születtek meg.

A helyszín kiválasztását a környezetvédelmi szempontok befolyásolták. A tanulmányokat az új Duna-hídi átkelő engedélyezési eljárása, részletes kiviteli tervezése követte, mely 2022-ben fejeződött be.

A kivitelezési technológia az egyes egységek esetében eltér a helyszíni adottságok és szerelési körülmények miatt. Az eltérő építési technológiától függetlenül a híd egységes szerkezeti rendszerként valósul meg, a különböző részegységek integrált módon illeszkednek. A kiviteli tervek alapján kiírt építési tendert a Duna Aszfalt Zrt. nyerte el, a szerződés 2024. augusztus 30-án lépett hatályba.

A projekt keretében mintegy 30 kilométer hosszúságú út és több, 100 méter feletti híd valósul meg.

A Duna-híd egy nagyobb infrastrukturális projekt része. Az új átkelő lehetőséget biztosít, hogy összekös­sék az M6-os autópályát az 51-es úttal, így összességében mintegy 30 kilométernyi új utat, csomópontot, valamint 13 további műtárgyat is magában foglal a projekt. A Duna-híd mellett több jelentősebb műtárgy is épül, egy mohácsi, 163 méter hosszú komplex felüljáró vasút és közutak felett, továbbá egy 234 méter hosszú Ferenc-csatorna-híd is.

A tervezett út dunántúli szakasza már eredetileg is 2 × 2 sávos volt, azonban az Építési és Közlekedési Minisztérium (ÉKM) elrendelte az alföldi útszakasz 2 × 2 sávosítá­sát is, melynek áttervezése folyamatban van. A Duna-híd keresztmetszete 2 × 2-es forgalmat bonyolít majd le.

A Duna-híd 756 méter hosszú hídszerkezete három nyílásból áll, melyeket csak két köztes pillér támaszt meg.

Az egyik közbenső pillér az ártéri erdőben, a másik a Duna bal partjának sekély vizében épül. A támaszpontok kijelölését a környezetvédelmi és vízügyi korlátozások és előírások határozták meg.

Ez az elrendezés három részre osztotta a szerkezetet, az épülő felszerkezetek 230, 250 és 270 méteres fesztávolságú alsó pályás ortotróp pályalemezzel épülő acél ívhidak, S355 és S460 acélból. Az ívek hálózati felfüggesztéssel készülnek, ami hatékony szerkezetet tesz lehetővé. A híd szélessége 22,82 méter, 3,30 méter kerékpárútból és 2 × 2 forgalmi sávból áll. Az acél felszerkezet merevítőtartójának szerkezeti magassága 2,73 méter. Az 1,60 méter széles ívek és a különböző magasságú doboztartók, amelyeket a felfüggesztési rendszerhez hasonló „network” elrendezésű acélcsövek kötnek össze. Az ívhidak merevítőtartói 1,64 méter széles és 1,80 méter magas szekrénytartók, amelyeket 4 méterenként ívesen változó magasságú, nyitott, I keresztmetszetű kereszttartók kapcsolnak össze.

A hálózati elrendezésű függesztőkábelek eltérő síkokban vannak elhelyezve. A hídra telepített monitoringrendszer lehetővé teszi a szerkezet valós idejű nyomon követését az élettartama során.

Engedélyezési és kiviteli terv

A Duna-híd három darab azonos szerkezeti rendszerű, de különböző támaszközű hídszerkezetből áll, kéttámaszú tartók sorozataként.

Szerkezeti rendszer: kéttámaszú, alsó pályás acél ívhíd, zárt szekrény keresztmetszetű merevítőtartókkal és ívekkel, ortotróp acél pályalemezzel. Kétoldali, hálózatos rendszerű felfüggesztéssel.

A Duna-híd teljes hossza: 756 méter.

Az alépítmény támasztengelyeinek távolsága: 231,00 + 252,00 + 271,00 méter.

A híd engedélyezési tervei a tervzsűri döntésének megfelelő kialakítással készültek, eleinte a 2 × 1 sávról 2 × 2 sáv­ra bővíthető útpályával, majd – a megrendelő döntésének megfelelően – az egy ütemben kiépülő, 2 × 2 sávos keresztmetszettel.

A híd déli oldalán 3,30 méter hasznos szélességű Euro-Velo kerékpárútnak kellett helyet kapnia.

A tervezett híd keresztmetszete

A tervezett híd oldalnézete folyásirányból

A merevítőtartók 1,80 méter magasak, nem járhatók, azonban a légzáró kialakítású zárt keresztmetszet megakadályozza, hogy pára és oxigén jusson a szerkezet belsejébe, így a korróziót okozó feltételek közül kettő is hiányzik. A kereszttartók alsó öve lefelé domborodóan íves kialakítású. A pálya alatt három kezelőjárda fut, ezért vizsgálóhídra nincs szükség. A három ívszerkezet támasz­köze helyett fesztávolsága rendre 270, 250 és 230 méter. A mederpillér a folyó kanyarulatának belső oldalára, vagyis áramlástanilag kedvező helyre került, a 200 méter széles hajózóút pedig megfelelően kijelölhető.

Mederpillér oldalnézete

Hídfő oldalnézete

BIM-modellezés

A Duna-híd tervezése rendkívül sokváltozós, komplex feladat volt – Európa egyik legforgalmasabb vízi útja mellett egy szigorúan védett ártéri természetvédelmi terület felett is átível, a körültekintő tervezés elengedhetetlen része volt a BIM-modellezés (Building Information Modelling) annak érdekében, hogy minden előírásnak és szabványnak megfelelő, tájba illesztési szempontokat figyelembe vevő tereptárgy, „landmark” valósulhasson meg. A BIM-modellezés amellett, hogy lényegesen lerövidítette a tervezési folyamatot, egy, a bevontak számára jól követhető és transzparens platformnak bizonyult annak biztosítására, hogy a végeredmény mind tervezői, mind megrendelői oldalról megfelelő végeredményhez vezessen.

A híd és segédszerkezeteinek BIM-modellje

Acél felszerkezet

Az acélszerkezetet gyártási és szerelési egységekből állítják össze. A „klasszikus” ortotróp pályalemez mellett több ezer tonna zárt keresztmetszetű szekrénytartós elemet is beépítenek a merevítőtartó és az ív elemeiként.

Ezek a szekrénytartók légmentes kialakítással készülnek. A felső keresztmerevítő hálózat „historizáló” jelleget kölcsönöz a történelmi város közelében épülő hídszerkezetnek.

Keresztkötések

A keresztkötéseknél a függesztőkábelek látképére utaló elrendezést választottunk, mely esztétikus és egyedi. Ez a kialakítás ugyanakkor a tervezés során komoly ki­-hívást jelentett, mivel a kis szögű bekötés miatt az ívben levő nyomóerőből a keresztkötésekben jelentős igénybevételek jelentkeztek.

Kábelkép

A felszerkezet hálós elrendezésű függesztőkábelekkel felfüggesztett merevítőtartós acél ívhíd. Az elmúlt évtizedekben a nemzetközi gyakorlatban a hálós elrendezésű felfüggesztési rendszerű ívhidak széles körben elterjedtek.

Legfőbb előnyeik:

• Az ív síkjában levő ferde felfüggesztések a koncentrált hasznos terheket a híd hossza mentén hatékonyan elosztják, ezáltal csökken az ívekben és a merevítőtartókban jelentkező nyomatékok nagysága, ezért kisebb magasságú keresztmetszetek alkalmazhatók.
• A karcsú szerkezeti elemek esztétikailag kedvezőek.
• A lecsökkent szerkezeti tömeg az alépítmények és az építési segédszerkezetek szempontjából is előnyös.
• A kisebb festendő felület a korrózióvédelem elkészítésének és fenntartásának költségét is nagymértékben csökkenti.
• Jóllehet ezek az előnyök elsősorban kisebb nyílások esetén jelentkeznek, ahol a hasznos teher aránya az önsúlyhoz képest magas, ugyanakkor nagyobb fesz­távoknál is vannak kedvező hatásai.

Az ívek egymás felé dőlnek, a függőlegeshez képest 13°-os szögben. Az ívet alkotó keresztmetszet középen 1,6 méter magas, 1,6 méter széles, a pályalemezhez közelebb a magassága egyenletesen nő, a legalsó részen 3,0 méter magas. A két ívet X rácsozású keresztkötés­rendszer kapcsolja össze, melyet 610-16 és 610-36 milliméter méretű csőszelvények alkotnak.

Látványterv

Távfelügyeleti (monitoring-) rendszer

Mivel sem a merevítőtartók, sem az ívek nem járható kialakításúak, a belső terükben zajló folyamatok nyomon követésére a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Hidak és Szerkezetek Tanszéke – a Megrendelővel és az Üzemeltetővel egyeztetve – távfelügyeleti rendszert tervezett.

A rendszer az alábbi hatásokat méri:

• környezeti léghőmérséklet,
• szerkezeti hőmérséklet,
• zárt keresztmetszetek belső hőmérséklete és páratartalma,
• szélsebesség, szélirány,
• járműtengelysúly.

Az alábbi szerkezeti válaszokat méri:

• saru-reakcióerő,
• saruelmozdulás,
• gyorsulás,
• mechanikai feszültség (nyúlás) a kábelbekötés varrataiban.

Mind az ívek, mind a merevítőtartók hét darab légtérre osztottak (az építéstechnológiával összhangban), így a lokális jelenségek pontosabban nyomon követhetők.

Engedélyezési és kiviteli terv – Alépítmények

A mederpillérek tervezésekor határozott szándékunk volt, hogy kéregelemek felhasználásával megépíthetők legyenek, hasonlóan a Pentele híd mederpilléreihez. A meglehetősen keskeny (legalul csak 8,68 méter széles) pillért 37 darab Ø120 centiméteres cölöp támasztja alá. A pillér önsúlyának – és a felhasználandó betonmennyiségnek – a csökkentése érdekében a középső része áttört kialakítású. A sarukat alátámasztó pillérszakaszokat egy acélszerkezetű kezelőjárda köti össze. A jobb parti hídfők a partélhez közel kaptak helyet, ezért igen magasak. (A homlokfelület a terepszint felett több mint 8 méter magas.)

Építéstechnológia – 1-es és 2-es felszerkezet

A szerkezetek így is előszerelve és betolva kerülnek a helyükre, azonban kiselemes közúti szállítás után egy az újmohácsi oldalon épülő közel 500 méter hosszú előszerelő és szerelőtéren történik majd a két felszerkezet szerelése.

A tolás során a rendelkezésre álló 600 tonna maximális kapacitású tolópadokat használjuk, ezért a kihívást az jelenti, hogy a végállapotban kéttámaszú, 5000 tonnás felszerkezeteket hogyan lehet olyan statikai állapotba hozni, hogy a tolópadokat ne terheljük túl? Ennek a megoldására dolgoztunk ki egy technológiát, mely révén a végállapotban kéttámaszú ívhidat építési állapotban többtámaszú rácsos szerkezetté alakítjuk. A reakcióerők egyenletes felépítésére a híd épülő szerkezeti egységeit az ideiglenes alátámasztásoknál előterheljük, és ideiglenes alakváltozásokra kényszerítjük. Ebben az állapotban kerülnek be az ideiglenes rácsrudak.

A toláskor egy merev rácsostartót mozgatunk, majd a végleges helyén az ideiglenes támaszok süllyesztésével eltávolítjuk a rácsrudakat, utána jelentősen megemeljük a merevítőtartó belső szakaszát, hogy a felfüggesztőrendszer feszítőelemeit elhelyezhessük. A feszítés megtörténtével a közbenső szakasz ismételt süllyesztésével alakul ki a végleges alak és statikai váz.

Építéstechnológia – 3-as felszerkezet

A kivitelezési tenderen nyertes kivitelező az alábbiak szerint építi a hidat:
A jobb parti, a vasúti vágányok miatt korlátozott méretű szerelőtéren több ütemben, három részre bontva építi meg a mederhíd felszerkezetét, az egyes ütemek között mindig előretolva a már elkészült részt.

Ehhez a mederben három vízi jármot kell építeni. A már teljes egészében megépült hidat egy úszómű segítségével lehet hosszirányban a végleges helyére mozgatni. A beérkezett hidat ezután a végleges pozíciójába kell emelni. A mederben elhelyezett jármok befolyásolják a Duna áramlási viszonyait, ezt – középvízi és nagyvízi állapotban – megrendelésünkre a BME Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszéke vizsgálta, meghatározva a meder elfajulásá­nak megakadályozásához szükséges intézkedéseket.•

Címlapkép: SPECIÁLTERV Kft.