Innovatív gyaloghidak Magyarországon – egyensúlyban a kreativitás és a felelősség
A gyalogos és kerékpáros hidak tervezése lehetőség és felelősség. Lehetőség eltérni a szokásoktól, és egyedi hidat tervezni. Megmutatni a szerkezeti variációkban rejlő lehetőségeket, különlegest és újat létrehozva emelni az épített környezet minőségét – a legszebb építőmérnöki feladat. Ugyanakkor komoly felelősség, hogy amit létrehozunk, az esztétikus legyen. A megépülő híd struktúrája kövesse a szerkezeti logikát, a létrejövő mű ne legyen erőltetett, az építés gazdaságosan megvalósítható legyen. A lehetőséget növeli, hogy a városi gyalogos hidak esetében kimondottan igény az egyediség. A felelősséget fokozza, hogy hazánkban gyakran nincs, vagy nem kötelező építész partner bevonása a hídtervezésbe. A tervezési szabadság lehetővé teszi a kísérletezést, azonban ennek mindig a megfelelő szabályok betartásával szabad történnie.
Az első szabály, hogy nem kell mindig különleges hidat tervezni. Amennyiben egy tervezési helyszínen a standard típushidak adaptálhatók, és a környezet nem igényel különös szerkezetet, úgy a legegyszerűbb és leggazdaságosabb híd tervezése az indokolt.
A városi, főképp belvárosi környezetben elhelyezett hidak esetében rendszerint megrendelői igény egy szimbolikus, térképző műtárgy kialakítása. A korszellem „divatjai” és a trendi ötletek másolása helyett nagyobb kreativitást igényel eltalálni a környezetbe illeszkedés és az innováció egyensúlyát – a tervezett műtárgyaknak helyt kell állniuk 100 év elteltével is, sőt, jó esetben patinásodásukkal kulturális, örökségi szerepük idővel csak növekszik.
Lehetőségek tárháza
Bár a köztudatba leginkább csak a Duna-, Tisza-hidak építéséről szóló hírek jutnak be, azonban csak Magyarországon évente több tucat híd épül, és ennek többszöröse áll tervezés alatt. A hidak változatos, végtelen variációt biztosító építészeti elemek, megjelenésük nemcsak a típusuktól – ferdekábeles, ív, gerenda, extradosed, függő, nyitható stb. –, hanem az anyaghasználatuktól – fa, acél, hibrid, beton – is függ.
Néhány válogatott példán keresztül mutatjuk be a szerkezetekkel való „kísérletezést” és az alkalmazott szerkezetek evolúcióját a Speciálterv Kft. gyakorlatában.
Első lépések
A gyalogos, kerékpáros ívhidak tervezése cégünknél 2004-ben, a salgótarjáni „Tesco” híddal kezdődött. A 36 méteres támaszközű megépült szerkezet lett hazánk első kosárfüles ívhídja. A felfüggesztési rendszere, V alakban elrendezett függesztőrudakból kialakítva, korai előhírnöke a jelenleg leggazdaságosabbnak tartott „network” felfüggesztési rendszernek. Stabilitását a „kosárfülek” térbeli összekapcsolódása biztosítja. A 2000-es években megjelentek a szabadabb térbeli formák az acélszerkezetek modellezésében és gyártásában, ezek egyik hazai előhírnöke e kis híd. A szerkezet 2004-ben Acélszerkezeti Nívódíjat kapott.
A hídépítés tapasztalatainak leszűrése után kedvezőnek ítéltük a csőből kialakított ívek viselkedését, és gazdaságos megoldásnak a vasbeton pályalemezt.
Acél és beton együttdolgoztatása
A 2014-ben megépült bajai Türr István-csatorna feletti híd esetében nyílt először lehetőségünk igazán egyedi szerkezet megalkotására. A helyszínbe való adaptáció, a szerkezetválasztás és az építési mód optimumát keresve alkalmaztuk az addigi tapasztalatainkat. A 72,4 méter hosszú híd szerkezete felsőpályás acél ívhíd, kibetonozott acélcső főtartóval és vasbeton pályalemezzel. A hajóütközésre is méretezett kibetonozott acélcső ívekkel összeállított egyedi híd ún. „hibrid” szerkezet.
A kibetonozott acélcsövekben rejlő lehetőséget kihasználva, továbbgondolva, több további műtárgyat hoztunk létre, és számos másikat megálmodtunk.
Acélcsövek felhasználásával az extrém formák mellett kimondottan racionális szerkezetek is létesíthetők. A 2020-ban a Tisza-tavon megvalósított projekt keretében megépült tiszafüredi Tisza-híd felszerkezetei gazdaságos és esztétikus megoldást kínáltak a Tisza folyó kerékpárúttal történő keresztezésére.
Tisza-tavi kerékpáros hidak
A 2020-ban átadott Tisza-tavi hidak esetében a tájba illeszkedésre támasztott megbízói igényre egy, a tóra jellemző szimbólumot kerestünk, és ezt igyekeztünk a szerkezet vonalvezetésébe beilleszteni. Végül az Eger-patak-híd esetében a támaszokra egy folyamatos szinuszhullámot tekertünk rá, mely a pálya alatt és felett haladva egy folytonos vonalat eredményezett. A folytatólagos ívekkel merevített híd formája nemzetközileg is egyedülálló, a kilencnyílású, 308 méter hosszú felszerkezet létesítését a hőmozgásnak teret adó egyedi statikai döntések és részletmegoldások tették lehetővé.
A híd egyedi formavilága a víz karakterisztikáját imitálja, mintegy tükröt tart neki. A híd így nemcsak kiemelkedik a környezetéből, hanem tájba illő karakteréből fakadóan látványossága is a páratlan természeti környezetnek.
Szerkezete ortotróp pályalemezes, alsó-, illetve felsőpályás acél ívhíd, szekrény-keresztmetszetű merevítőtartóval.
A szakasz másik jellegzetes hídja a Szomorka-patak felett egy négytámaszú, 19,25 + 47,40 + 19,25 méter támaszkiosztású, ortotróp pályalemezes, alsó-, illetve felsőpályás acél ívhíd, szekrény-keresztmetszetű merevítőtartóval és az Eger-patakéhoz hasonló folytatólagos csőívvel merevítve.
A híd támaszközei eltérő méretűek, de építészeti identitása és szerkezeti részletei megegyeznek az Eger-pataki hídéval.
Az elkészült hidak ellenőrzése végeselemes analízissel és próbaterheléssel is megtörtént.
A szinuszhullám formai materializációját az ív és az acél főtartók közötti innovatív mérnöki megoldás tette lehetővé. A híd pillérei a felszerkezethez oldalirányban merev befogást, hosszirányban pedig elcsúszást biztosító módon csatlakoznak.
A csatlakozás egy szorító kézhez hasonlóan biztosítja a felszerkezet szükséges torziós ellenállását.
A pillérek a cölöpösszefogó gerenda felső síkjáról indulnak, ovális keresztmetszeti kialakítással. A hidak mederpilléreinek keresztmetszetét úgy alakították ki, hogy felfelé haladva 3,00 méter magasságig sudarasodjon, és a pillérek tetején az ívtartókat fogadja. A függőleges pillérvasak egyedi alakjait a térbeli felület modelljén felvett keresztmetszetek segítségével szerkesztettük meg.
Tisza-híd
A kerékpáros felszerkezet a meglévő közúti Tisza-híd alépítményeire támaszkodik. A támaszokat a meglévő fejgerendák konzolos kiszélesítésével képeztük. Az új felszerkezetek kéttámaszú tartók sorozatából készültek, a szélső nyílásban felsőpályás feszítőmű íves vonalvezetésű alsó övvel, 34,10 méteres támaszközökkel, míg a közbenső nyílások 68,50 méter támaszközű alsópályás ívhidak „network” hálózatos függesztőrendszerrel. Az ívek hajlított csőszerkezetek, a hidak ortotróp acél pályalemezes szerkezetek.
A hagyományos építési technológiákkal ellentétben az innovatív módszerek alkalmazása mellett alapos előzetes kutatás segítette a fenntarthatóbb tervek kidolgozását, melyek jelentősen csökkentették az építkezéshez kapcsolódó CO₂-kibocsátást, miközben minimalizálták az érzékeny Natura 2000 élőhelyen történő fizikai beavatkozás mértékét is.
A Tisza-tavi hidak projekt számos hazai és nemzetközi elismerésben részesült, 2023-ban elnyerte a FIABCI World Prix d’Excellence nemzetközi fordulójának ezüstdíját.
Robinson-híd
A Robinson-híd egy újonnan épült gyalogos és kerékpáros híd a Duna és a Ráckevei (Soroksári)-Duna (RSD) torkolatában, Budapesten. A 168 méter támaszközű híd egyedülálló íves, ferdekábeles szerkezet, pilonja egy kis szigeten áll.
A hídszerkezet kéttámaszú, egypilonos, ferdekábeles gyalogos híd, acélszerkezetű merevítőtartóval és ortotróp pályalemezzel. A hídpályát kétsíkú kábelezési rendszer függeszti fel a pilonhoz, 53 darab FLC függesztőkábellel, 6,00 méteres ritmusban.
A pilon végleges helyzetében 64 méterrel emelkedik a talaj fölé. Az acélszerkezet össztömege közel 1 000 tonna. A felszerkezet teljes szélessége 12,71 méter, a korlátok közötti szabad járófelület szélessége 7 méter – a karcsú kialakítást hangolt csillapítóberendezések alkalmazása tette lehetővé, mely a gyalogosok kényelmi kritériumait is biztosítja.
A hídszerkezet és a pilon anyaga S460ML és S355M, ezzel hazánk első, teljes egészében termomechanikusan hengerelt acélokból épített acélhídja.
Útpálya hasznos szélessége: 7,00 m
Felszerkezet szélessége: 12,71 m
Pilon magassága: 65,00 m (gyártott: 69,80 m)
Acélszerkezet össztömege: 900 t (pilon: 150 t + főtartó: 750 t)
A transzparens kábelhálózattal felfeszített karcsú hídpálya szinte lebeg az RSD-torkolat felett. A híd a vízparton sétálva is különleges térélményt nyújt, felfedezésre biztatva a szemlélőt. A hídpálya konzolos szerkezete szabad utat ad a fénynek, ennek köszönhetően a hídpálya a térstruktúra érdekes részévé válik.
Célunk egy nemzetközi viszonylatban is szép és innovatív hídszerkezet létrehozása volt, amely a világhírű budapesti vízparti látványfolyosó méltó eleme lehet, mindamellett, hogy a Stadion komplexumával is harmonizál.
A híd hazai és nemzetközi viszonylatban is különleges szerkezet, az ÉVOSZ Építőipari Nívódíjának elnyerése után bekerült az IABSE (International Association for Bridge and Structural Engineering) döntősei közé, és a BIG See építészeti díját is elnyerte Infrastruktúra kategóriában.
A jövő hídjai
A Kopaszi-gát hídja
A Speciálterv által tervezett több tucat gyalogos és kerékpáros híd egy része megépült, míg némely hidak megvalósításra várnak. E műtárgyak közül bemutatunk néhányat, melyek megvalósítása a közeli-távoli jövőben lehetséges.
A „Budapest, XI. kerület Lágymányosi-öböl feletti gyalogos híd” engedélyezési és kiviteli tervei elkészültek, beruházói döntés esetén alkalmasak az építésre.
A híd szerkezeti rendszere: háromtámaszú, egypilonos, ferdekábeles gyalogos híd. A pilon a budai magaspart felől, a Hengermalom utca irányában helyezkedik el. A merevbetétes, vasbetonnal kitöltött merevítőtartót acélsodronyok függesztik fel a pilonra.
Aquincumi Duna-híd gyalogos-kerékpáros átvezetés tanulmányterve
A Tisza-tó felett hullámzó csövek síkbeli kifejtése után 2022-ben ismét elővettük az eredeti gondolatot, és az aquincumi Duna-híd tanulmánytervéhez készítettünk egy nagy nyílású térben „tekergő” változatot.
Maga a Duna-híd egy szekrény-keresztmetszetű acél gerendahíd, közúti funkcióval. A gyalogos és kerékpáros átvezetésnek javasoltunk egy független felszerkezetet, mely a közúti híd egyes pilléreit használva igazán nagy léptékű átvezetésre adna lehetőséget.
Kisoroszi kerékpáros híd
A hídszerkezet tervezésénél a tájba illeszkedés, a transzparencia és a könnyedség volt az elvárás a gazdasági szempontokon kívül. A tanulmánytervek során vizsgált hídszerkezeti változatok közül a függőhíd volt a tájba illeszkedés szempontjából legmegfelelőbbnek tartott változat. A ferdekábeles hídhoz hasonlóan a karcsú merevítőtartó és transzparens kábeles felfüggesztőrendszer alacsonyabb pilonnal társul, melyet a környezetvédők felettébb preferáltak. A változatok elemzése után végül egy önmagába horgonyzott függőhíd változatra esett a választás. A kiválasztott szerkezet pilonja mindössze 27 méter magas az útpálya felett, magassága így alig haladja meg a környező parti fák vonalát.
A hídszerkezet négytámaszú, kétpilonos, önmagába horgonyzott függőhíd, acélszerkezetű merevítőtartóval és pályalemezzel.
Hídhossz: 281,00 m
Útpálya hasznos szélessége: 4,00 m
Teljes szélesség: 5,70 m
A pályalemezt kétsíkú kábelrendszerrel függesztjük fel a főtartókábelekhez. A Duna-ág medrében kialakított pillérekre telepített 2-2 pilonszár kifelé dől. A hídfők tömör hídfők, párhuzamos szárnyfalakkal készülnek. Az alapozás cölöpalapokkal történik. Az alkalmazott, oldalra döntött pilonok ferdeségéből adódó döntött kábelsík növeli a felszerkezet vízszintes merevségét. A pilon és a főtartó minimalizált, esztétikus kialakítással biztosít természetes megoldást a műtárgynak.
A részletek kialakítása során is a függőhíd formai egyszerűségének a kihasználása és a minimumra törekvés vezette a tervezést. Funkcionális extraként a pilonok környezetében kialakított pihenőpontok építése jelenti a kerékpáros turisták által használható többletet.
A főtartókábelekhez a pályalemez kétsíkú kábelezéssel, 5,0 méterenként felfüggesztési pontokkal van felfüggesztve a pályalemeznél. A vezérkábelek 120 milliméter névleges átmérőjű, teljesen zárt keresztmetszetű „full locked coil” (FLC) acélkábelek, villás bekötőfejekkel. A vezérkábelek a pilonoknál megszakadnak, a villás fejek a merevítőtartó, valamint a pilonok csomólemezeibe csatlakoznak. A függesztőkábelek a főtartókábelekkel azonos típusú, de a híd erőjátékához igazodóan 25, 30, 40 milliméter névleges átmérőjű kábelek, villás bekötőfejekkel. A függesztőkábelek alul a merevítőtartó oldalán található csomólemezekbe, felül pedig a vezérkábelre bilincselt szerelvényekhez csatlakoznak.
A merevítőtartó acél szekrény-keresztmetszetű, konzolos, trapézbordákkal merevített ortotróp acél pályalemezzel és alsó övvel. A teljes keresztmetszet szélessége 5,50 méter, szerkezeti magassága 85 centiméter. A pályalemez felső síkja 2,5 százalék tetőszelvényű. A merevítőtartó 2,50 méter szélességű zárt szekrénytartóból és 1,50 méteres konzolos részekből áll. A konzolokat a 2,50 méter kiosztású kereszttartók támasztják meg. A kereszttartó konzolok alsó öve 40 centiméter széles. A merevítőtartó mederpillérek fölötti 22,50-22,50 méteres szakaszát és a medernyílás középső, 40,00 méteres szakaszát súlybetonnal töltik ki a szerkezet építéstechnológiájának, erőjátékának, dinamikai viselkedésének szabályozása érdekében.
Kisoroszit egy évtizeden belül másodszor vágta el a külvilágtól több napra a dunai árvíz. Az Eurovelo 6 nemzetközi kerékpáros útvonal átvezetését biztosító gyalogos és kerékpáros műtárgyat mentő és tűzoltó járművek terhelésére is méretezték.
A híd megépítése esetén biztonságos életkörülményeket tudna nyújtani a faluban élő több mint ezer embernek árvizes időszakban is.
A véglegesített kiviteli tervek 2022-ben elkészültek, a projekt minden szükséges engedéllyel rendelkezik, megvalósítása a közeljövőben várható.•
Címlapkép: Magyar Építők, Speciálterv