Lapszámok

2015. január-február XXIII. évf. 1-2. szám

Ritter Ádám: Súlypontban a szerkezetépítés Az új ferencvárosi stadion monolit vasbeton szerkezetei

Stadiont építeni más. Stadiont építeni megtiszteltetés. Stadiont építeni felelősség. Stadiont építeni szakmailag nagy kihívás. És mi már tudjuk, stadiont építeni JÓ! A Moratus Szerkezetépítő Kft. 2013 tavaszán kapott megbízást anyavállalatától, a Market Építő Zrt.-tôl az Új Ferencvárosi Stadion monolit vasbeton szerkezeteinek kivitelezésére. Európa leggyorsabban épülő és egyik legmodernebb játékterét határidő előtt, költségkereten belül és kiváló minőségben azóta már átadták. Az egyedülállóan rövid átfutási idô egyik kulcsa a tartószerkezet rekordidő alatt történő felépítése volt. Az alábbi cikkben részletesen bemutatjuk az aréna tartószerkezetének kivitelezését, számba vesszük azokat a tényezőket és műszaki megoldásokat, melyek alapvetően befolyásolták a kivitelezést, továbbá igyekszünk megvilágítani azokat a kulcspontokat, amelyek a projekt sikeres megvalósításához vezettek. Kulcsszavak: csapatmunka, rekordsebesség, organizáció, látszóbeton, 73.000 m² zsaluzott felület, 22.000 m³ beton, 3.000 t betonacél

1. Mérnöki műtárgy vagy magasépítési szerkezet?

Az Új Ferencvárosi Stadion kivitelezésére 2013 elején írt ki nyílt közbeszerzési eljárást a Magyar Nemzeti Vagyonkezelő Zrt. A tendert a legkedvezőbb ajánlatot benyújtó Market Építő Zrt. nyerte el 2013 márciusában. Az építési feladat két fő részből állt: egyrészt a meglévő Albert Flórián Stadion lebontásából, másrészt a helyére egy új, 90 fokkal elforgatott, 24.000 fő befogadására alkalmas stadion felépítéséből.

A generálkivitelező az aréna monolit vasbeton szerkezetépítési munkáival a Moratus Szerkezetépítő Kft-t bízta meg. A vállalkozás 2004-es alapítása óta meghatározó szereplője a monolit vasbeton szerkezetépítési piacnak, széleskörű referenciákkal rendelkezik ipari és logisztikai létesítmények, bevásárlóközpontok, irodaházak és hotelek tartószerkezeteinek kivitelezésében (pl. Árkád bevásárlóközpont Szeged, Árkád 2 bevásárlóközpont Budapest, K3 irodaház Budapest, Givaudan gyár Makó, Audi gyár Győr). A társaság által bedolgozott beton mennyisége éves szinten meghaladja a 90.000 m³-t, a zsaluzott felületek nagysága túllépi a 300.000 m²-t, a beszerelt betonacél mennyisége pedig eléri a 10-15.000 tonnát.

A három fő szerkezeti egységből, fejépületből, lelátószerkezetből és jegypénztárakból álló Groupama Aréna helyszínen készült betonszerkezeteit vizsgálhatjuk csupán mennyiségi szempontból, a számok magukért beszélnek: 73.000 m² zsaluzott felület, 22.000 m³ beton és 3.000 t betonacél. Egy ekkora volumenű szerkezet megvalósítása egy összeszokott és tapasztalt mérnökgárdának akkor is óriási kihívás, ha azt átlagos átfutási idővel és optimális organizációs feltételek mellett kell megvalósítani (pl. irodaházak). Egy stadiont azonban, mely inkább mérnöki műtárgy, mint magasépítési szerkezet, nem lehet csak a főbb mennyiségekkel jellemezni, mivel a feladat nagyságát, az igazi kihívást a kivitelezési munka komplexitása jelenti. Annak érdekében, hogy ezt az összetett és szigorú peremfeltételek (szűk határidők, kimagasló minőség, végleges látszóbeton felületek tetemes mennyisége, szokásostól eltérő, egyedi műszaki megoldások, számos kapcsolódási pont az előregyártott vasbeton- és acélszerkezetekhez, folyamatos együttműködés és kölcsönös alkalmazkodás organizációs szempontból az előregyártott szerkezetet és az acélszerkezetet kivitelező társvállalkozókkal) keretezte építési feladatot sikeresen teljesíteni tudjuk, az időbeli ütemezésen túl kiemelt figyelmet kellett fordítani a munkák térbeli szervezésére is, szem előtt tartva a rendelkezésre álló erőforrások optimális kihasználását.

2. A Fejépület kivitelezése

Az Új Ferencvárosi Stadion íves sarkokkal megtervezett, téglalap alaprajzú szerkezet, melynek két rövidebbik oldalán nyolc-nyolc, két hosszabbik oldalán tizenkettő-tizenkettő szektor található. A harmincnégy soros, acélszerkezetű fedéssel ellátott lelátón 22.034 db ülőhely található. A tervezők az aréna egyik hosszoldalán alakították ki a sporthoz közvetlenül köthető funkciók (pl. öltözők) mellett számos egyéb szerepet (Fradi Múzeum, üzletek, kávézók, rendezvény terek, irodák és skyboxok) betöltő főépületet.

A fejépület, szerkezeti rendszerét tekintve nyolcszintes (három pinceszint + földszint + négy emelet), monolit magokkal és falakkal merevített pillérvázas szerkezet. A monolit vasbeton szerkezetépítésben megszokott dilatációs méretektől eltérően a pinceszinteken 135 m × 35 m, a felsőbb szinteken 120 m × 22,50 m befoglaló méretű épület egy dilatációs egységből áll, melynek legalacsonyabb pontja -10,40 m-en, legmagasabb pontja +21,41 m-en helyezkedik el. A kivitelezés során a műszaki feladatok megoldásán túl a legnagyobb kihívást a szerkezetépítési gyakorlatban szokásosnál rövidebb, négy és fél hónapos (2013. július közepe – október vége) átfutási idő teljesítése jelentette, mely mérföldkőként szolgált ahhoz, hogy a stadion teljes tartószerkezete a lelátó fedésével együtt 2013 végére elkészülhessen. A szűk határidő valójában azt jelentette, hogy az alaplemez első ütemének betonozását követően egy szint kivitelezésére mindössze két hét állt rendelkezésre. Ez egy átlagos alaprajzi elrendezésű magasépítési létesítmény esetén is nagy kihívás, a tárgyi feladatot azonban tovább nehezítette az építési időt alapvetően meghatározó lépcsőházi és liftmagok magas száma. A fejépületben három darab kettes illetve hármas tagolású liftmag és öt lépcsőházi mag fut végig teljes magasságban, további egy liftmag pedig a parkoló szintek és a földszint között került kialakításra.

Az épület alapterülete és alaprajzi elrendezése, valamint az ismertetett határ idő három darab, a szerkezet kontúrján kívül elhelyezett toronydaru (gém hossz 55-60 m) telepítését tette szükségessé, melyek közül kettő részben a lelátószerkezet építését is szolgálta. Az előkészítő munkák során vizsgáltuk a toronydaruk épület kontúrján belüli, alaplemezre (liftaknákba vagy lépcsőházi magokba) történő felszerelését, mely a teljes projekt organizációját tekintve számos előnnyel járt volna. Ezt a megoldást azonban az alaprajzi elrendezés és a határidő végül nem tették lehetővé. A központi épületet határoló résfalak megépítését és a földmunkákat követően a pillérek alatt lokálisan 100 cmre kivastagított, átlagosan 60-80 cm magasságú vízzáró alaplemez július közepére, három hét átfutási idővel, 5 betonozási ütemben készült el. A 2013. júliusi magas hőmérséklet (nappal +35 °C, éjszaka 25-28 °C) következtében minden ütemet éjszaka betonoztunk, kis hőfejlődésű cementtel. Az alaplemez építése során 3.300 m³ beton került bedolgozásra közel 500 tonna betonacél beszerelése mellett.

Az alaplemez 1. ütemének betonozását követően azonnal megindult a felszerkezet kivitelezése (1. ábra). A P-3 és P-2 szintek bélésfalai egyoldali zsaluzással, 10 m-es egységekben, vízzáró szerkezetként készültek, a függőleges és vízszintes munkahézagokba 1.800 fm injektálható duzzadó szalag került elhelyezésre. A pinceszintek építését nem könnyítette meg a P-3 és P-2 szinteken elhelyezkedő, szerkezetbe integrált és a bélésfalhoz is csatlakozó sprinkler tartály kivitelezése sem. Ahhoz, hogy a véghatáridőt tartani lehessen, a parkoló szinteket összekötő be- és kihajtó rámpák utólag, a felső szintek építésével párhuzamosan készültek. Az építési tempót jól mutatja, hogy az alaplemez utolsó ütemezésének betonozása előtt már megkezdődött a P-2 szint feletti födém zsaluzása.

A felszerkezet építése során a zsaluzott felületek nagysága meghaladta az 52.000 m²-t, a látszóbeton felületek nagysága az 1.100 m²-t, a beépített beton mennyisége megközelítette a 12.000 m³-t, melyhez 1.700 t betonacél szerelés párosult. A bélésfalak szerelt táblás zsaluzattal, a többi fal és a pillérek fémkeretes zsaluzattal, a födémek hagyományos zsaluzattal készültek. A zsaluzott felületek mennyisége és a rövid átfutási idő a szokásos zsalumennyiség másfélszeresének helyszínen tartását követelte meg. Ennek az anyagmennyiségnek a mozgatása, tárolása folyamatosan komoly fejtörést okozott, és külön szervezést igényelt.

Miután a szerkezettel kiértünk a földből, még számos egyedi műszaki feladat megoldása várt ránk. Az 1. emelet feletti födém zsaluzatának biztosítania kellett a fejépület előtti lelátószerkezetet tartó ferde lelátógerendák felső feltámaszkodási síkját. A 3. emelet feletti födém jelentős, kb. 600 m²-es része alulbordás magasfödémként készült, közel 8 m-es belmagassággal. A 4. emelet feletti, 15 mes fesztávot áthidaló alulbordás födémet a bordák korlátozott magassága miatt utófeszített technológiával építettük. A zárófödémmel különleges pontossági igényeknek kellett megfelelni, mivel részben erre támaszkodik a fejépület feletti konzolos acél tetőszerkezet. A fejépület egyik különleges megoldása, hogy a tartószerkezettel lekövették a stadion külső, íves kontúrját, mely így egymás fölé kilógó födémeket eredményezett. Ugyanezzel az íves kontúrral kellett megépíteni a felszerkezetet határoló falakat is (2. ábra), mely végfalak pálya felé eső bütüfelületeire - a zárófödémhez hasonlóan – a tetőszerkezet feltámaszkodik. A monolit falakba az acéltartók fogadására beépített szerel vények elhelyezése speciális szaktudást igényelt.

3. A Lelátószerkezet építése

A stadion monolit szerkezeteinek építése az öt dilatációs egységből álló lelátószerkezet alapozásával kezdődött 2013 áprilisának második felében. A karéj építését három fő fázisra érdemes bontani: alapozási munkák (fejtömbök és talpgerendák), felszerkezet építése (lépcsőházak, lelátó alatti építmények) és végül a lelátószerkezetet lezáró végfalak a hozzájuk kapcsolódó kamionbejárókkal.

A tribün előregyártott pillérei és ferde lelátógerendái cölöpalapokon nyugvó monolit fejtömbökre támaszkodnak, melyeket 4 db gyűrűirányú és 59 db sugárirányú talpgerendából álló gerendarács tesz földrengés biztossá. Az alapozási szerkezetek (3. ábra) méretét jól jellemzik a következő mennyiségek: 2.500 fm talpgerenda, 250 db fejtömb, 9.200 m² zsaluzott felület, 3.800 m³ beton és a 700 tonnát megközelítő, jellemzően nagyátmérőjű (Ø25-28-32) betonacél szerelési munkája. A statikus tervező (Szántó László és Pataki Bottyán, Exon2000 Kft.) előírása szerint a fejtömböket és a csatlakozó talpgerendákat egy ütemben kellett betonozni. Ennek eredményeképpen fejtömbökből és gerendákból álló sugárirányú sávokat kellett önteni, a munkahézagok pedig a sugár irányú sávokat összekötő gyűrűirányú talpgerendákban kerültek kialakításra 1/3-2/3 osztásban. A fejtömbök és kétirányú talpgerendák vasszerelési munkái komoly kihívást jelentettek. Első ütemben a fejtömböket és a sugárirányú talpgerendákat szerelték meg, ezt követte a gyűrűirányú gerendák Ø25-32 átmérőjű szálvasainak befűzése. Jól képzett műszaki vezetőket és szakmunkásokat igényelt a pályától legtávolabb eső, külső gerendagyűrűn elhelyezkedő monolit kehely - nyakas fejtömbök megépítése, melyek átlagos magassága 2 méter volt, a merevített mezőkben azonban a tárgyi magasság meghaladta a 3,5 métert. A lelátó kivitelezése során az egyik legnagyobb nehézséget a két közbenső gerendagyűrű fejtömbjeibe, az előregyártott pillérek fogadásához szükséges közel 700 db tőcsavar üzemszerű beépítése jelentette, melyeket a vasszerelésbe milliméteres pontossággal kellett elhelyezni úgy, hogy a betonozás során se mozdulhassanak el. A tőcsavarok beállítását a csavarkép alapján gyártatott kettős sablonlemezek - kel lehetett megoldani. A tribün alapozás utolsó ütemében a pálya felé eső legbelső fejtömbök kerültek megépítésre. A feladat különlegessége, hogy a fejtömbökhöz csatlakozó, játéktér felé eső előregyártott lelátógerendák elhelyezése után lehetett csak a vasszerelési, zsaluzási és betonozási munkákat elvégezni úgy, hogy a tömbök felső síkjának követnie kellett a lelátó lépcsős kontúrját.

Az alapozási munkák 12 hét alatt - 2013 júliusának közepére - készültek el. Az építést megelőzően a kiindulási paraméterek ismeretében (határidő, mennyiségek, alapterület: 12.000 m²) a karéj építésgépesítését tekintve két fő verziót vizsgáltunk. Az első verzió szerint az alapozási és felszerkezet építési munkák anyagmozgatási, zsaluzási és betonozási feladatainak toronydaruval történő ki - szolgálását (ezen belül is több lehetőséget vizsgáltunk, kevesebb nagy teherbírású vagy több kisebb teherbírású toronydaru). Ennek egyik fő hátránya, hogy a toronydaruk több esetben erős alkalmazkodásra kényszerítik az előregyártott szerkezetet és az acélszerkezetet kivitelező társvállalkozókat, továbbá a toronydaruk által lefedett területen a daruzási munkák komplex és folyamatos összehangolását igénylik. A második verzió szerint a szerkezetépítés anyagmozgatási és zsaluzási feladataihoz autódarukat, a betonozási munkákhoz betonpumpát vettünk volna igénybe. Ennek a verziónak organizációs szempontból több előnye van, pl. a gépek gyors mobilizálhatósága akadályoztatás esetén, másrészről viszont az autódaruval történő zsaluzás jelentősen lassabb és méreteiben is korlátozott. Végül az első verzió mellett döntöttünk, és a tribün építését három darab toronydaru szolgálta ki, melyeket hat különböző pozícióba szereltek fel, lekövetve a szerkezetépítés előrehaladását.

A lelátószerkezet építésének második fázisában készültek el végleges látszóbeton minőségben a lépcsőházak valamint a lelátó alatti építmények (büfék, mos - dók). A lelátóra való feljutást biztosítandó 12 db lépcsőház készült, 4 db az aréna sarkainál, 4 db a hosszabbik, 2-2 db pedig a rövidebbik oldalakon. A lépcsőházakat 7-10 m hosszú, 8,5 m magas falak határolják, melyek felső síkja követi a lelátó ferde, lépcsős kialakítását. A falak különlegessége, hogy a falzsaluzással egy ütemben kellett bezsaluzni és betonozni a falakból „kiálló”, leesés elleni védelmet biztosító parapet falakat is. A lelátókaréj sarokátfordulásainak tengelyében kialakított lépcsőházak (4. ábra) ferde látszó felületű födémeket kaptak, melyek a lépcsőkivágás miatt megszakított ferde síkú előregyártott lelátógerendák kiváltására szolgálnak. A födémek és az előregyártott gerendák együttdolgozására a gerendák alatt átvezetett monolit vasbeton födémekbe túlnyújtott tüskézéssel került sor. Az együttdolgozás biztosítását e mellett az előregyártott vasbeton elemeken történő vasátvezetések is biztosították. A stadion egyenes szakaszaiba eső 8 db lépcsőház előregyártott lépcsőkarokat kapott, a sarki lépcsőházak karjai a helyszínen készültek.

A lelátó monolit munkáinak utolsó ütemét a stadiont felülről gyűrűként összefogó, 14 m magasan elhelyezkedő kerengő, valamint a fejépület és lelátó közé tervezett kamionbejárók kivitelezése jelentette. A kamionbejárók 17-33 m hosszú és 15 m magas látszóbeton falainak, illetve a bejárók fölé tervezett +7,67 m-es zsaluzási síkú födémeinek megvalósítása a kivitelezés utolsó fázisában sem engedte lazítani a mérnököket. A bejárók falai kettős szerepet látnak el. A karéj felé eső, a lelátó lépcsős kontúrját követő falak zárják le a tribünt és egyben biztosítják a lépcsős lelátóelemek szélső alátámasztását is. A fejépület felé eső falak dilatációs falat képeznek a fejépület végfalaival. A két épület között 20 cm-es légrést kellett biztosítani. A dilatációs falak egyedi kéregfalas technológiával készültek. A dilatációs oldal felőli zsaluzatot a helyszínen gyártott egyoldali kéreg biztosította, a belső oldalon fémkeretes zsalutáblákat alkalmaztunk.

4. Látszóbeton felületek

A stadion látszóbeton szerkezetei az MSZ 24803-6-3:2010 szerint magas és különleges követelményszintű látszóbeton felületként készültek. A projekt során zsaluzott végleges látszóbeton felületek mennyisége meghaladta a 6.400 m²-t. A szerkezetek minden esetben új, fémkeretes zsalutáblákkal készültek. Több mintafelület elkészítése után a megrendelővel és az építész tervezőkkel közösen került sor a végleges betonreceptúra kiválasztására. A látszó szerkezetek C30/37 szilárdságú, mészkőliszt adagolásával kevert, de nem öntömörödő betonból készültek, a cementtartalom minimalizálása mellett, melyre a repedések elkerülése érdekében volt szükség.

A látszó felületek legnagyobb részét a lelátóra felvezető 12 db lépcsőház határoló falai tették ki. A 7-10 m hosszú és 8,5 m magas falakat az építész tervezőkkel egyeztetett zsalukép alapján fektetett 270 × 90 cm-es méretű Doka Framax fémkeretes táblákkal zsaluztuk. A táblák elfektetésére azért volt szükség, mert így lehetett lekövetni a falakhoz csatlakozó lelátóelemek kontúrját. A falakat két magassági ütemben betonoztuk, munkahézag képzés céljából trapéz keresztmetszetű szegélylécet alkalmaztunk. A ki zsaluzási időkre vonatkozóan a projekt során érdekes tapasztalatokat szereztünk. A júliusban és augusztusban, 30 °C közeli napi középhőmérséklet mellett öntött falak esetében az optimális kizsaluzási időt a betonozást követő 12 óra elteltével tapasztaltuk. Ennél jelentősen hosszabb ideig történő zsaluban tartás a felületekre egyértelműen negatív hatást gyakorolt.

5. Összefoglalás

A Groupama Aréna monolit vasbeton szerkezeteinek megépítésével mély lábnyomot hagytunk Budapest szívében. A stadion építése során a projekt résztvevői rengeteget dolgoztak a sikeres megvalósítás érdekében, ha kellett, éjszakákon át. Számtalan műszaki és organizációs kérdést, problémát oldottunk meg, mindig közösen. Persze van, amit ma már másképpen csinálnánk, de ez így van jól, tökéletes projekt nincsen. Abban azonban biztosak vagyunk, szakembereink olyan tapasztalatokat szereztek, melyek pótolhatatlanok, és ez a tanulási folyamat az, mely képessé teszi őket egyre nagyobb kihívások legyőzésére.

Stadiont építeni más.

Stadiont építeni megtiszteltetés, mert a stadion közvetlenül az embereknek, a szurkolóknak épül.

Stadiont építeni felelősség, mert a stadionok emberöltőkre meghatározzák egy város vagy városrész képét, és alapvetően befolyásolják a létesítmények környezetének fejlődését.

Stadiont építeni szakmailag nagy kihívás, mert minden stadion más, egyedi mérnöki műtárgy.

Stadiont építeni JÓ, ezt most már biztosan tudom, mert jó érzés vissza gondolni rá és büszkeséggel tölthet el mindenkit, aki részese lehetett.

A megvalósításban részt vállaló kollégáink: Hideg Zoltán, Holczer Gábor, Kalkopulosz Attila, Kammerer Edit, Kovács Ákos, Major Béla, Németh László, Pálfi Zoltán, Ritter Ádám, Simó Zsolt, Szűts Edina, Varga András, Zsólyomi Zsolt.