Dr. Bencze Zsolt: Hídgerenda-fejlesztések a Ferrobeton Zrt.-nél
2. kép: A 200 cm magas tartók között eltörpül az ember
Az idén tavasszal zárult a GINOP PLUSZ 2.1.1-21-2022–00095 pályázati támogatással finanszírozott kutatási és fejlesztési feladat, amelynek keretében két új taggal bővült a Ferrobeton Zrt. hídgerendacsaládja: FU 150 és FI-200 jelzéssel.
Akedves olvasók bizonyára értesültek a zrt. életét érintő változásokról, így érthető okokból különösen fontos volt számunkra, hogy ez a projekt, amelyet Kardos Gábor Vass Zoltánnal és Dubróvszky Gáborral kezdeményezett, sikeresen lezáruljon az új tartók megszületésével. A projekt keretében egy új „U” keresztmetszetű tartót (41,2 méter) és az eddigi „FI” 150-es nagy testvérét (a 200 cm magas, elméleti maximális 51,6 méter hosszal), az FI 200-as tartót megterveztük, egy-egy „kisebbet” 44,6 méter hosszal legyártottunk (1. kép), és terheltünk annak érdekében, hogy leendő megrendelőink számára az új előregyártott vasbeton hídgerendák hatékonyságát és létjogosultságát bizonyíthassuk a vonalas infrastruktúra létesítményeknél.
1. kép: FI 200-as tartók. Bal oldalon a könnyű adalékanyagos, jobb oldalon a normál betonnal készült hídgerenda.
A tartók tervezésénél Bedics Antal és Szabó János elsődleges célja a teherbírás növelése volt, annak érdekében, hogy a jelenleg használatos gerendáknál kevesebb darabszámú tartót kelljen használni azonos hasznos teher esetén. A megnövelt tartókeresztmetszet (2. kép) és a nagyobb átmérőjű pászmák rögtön előtérbe helyezték a tartóvégek igénybevételének mindenkori problémáját. Elbírja-e egyáltalán a tartóvég a feszítőerő ráengedése után a belső feszültségeket, és terhelés során hogyan reagál az igénybevételekre. A tartóvégi keresztirányú húzófeszültségek alakulásának mérését és ellenőrzését a BME Építőanyagok és Magasépítés Tanszékéről prof. dr. Balázs L. György végezte, akinek két fontos megállapítása volt a vizsgálati jegyzőkönyvben:
- „A vizsgált I200 és U150 tartókban sem a tartóvégi hasítórepedések (bursting), sem a tapadófeszültség sugárirányú komponenséből származó (splitting) repedések nem jelentek meg.
- Beékelődés feszültségből (spalling stress) származó repedések mindkét tartóvégen jelentkeztek, de: – tágasságuk nem haladta meg a 0,1 mm-t (U150), ill. a 0,15 mm-t (U200), és – vízszintes hosszuk korlátozott volt (néhány deciméter).”
3. kép: A könnyű adalékanyaggal készült beton frissbeton tulajdonságainak ellenőrzése.
A projekt keretében könnyű adalékanyag felhasználásával is készült hídgerenda, amelynek az volt a célja, hogy a tartó önsúlyát (a legyártott 44,6 méter hosszú normál adalékanyaggal készült tartó súlya 78 tonna, a könnyű adalékanyagosé 66,5 tonna volt) csökkentsük a könnyebb mozgathatóság érdekében. Az adalékváz kiválasztása érdekében többféle könnyű vagy könnyebb adalékanyag-típust is kipróbáltunk dr. Sólyom Sándor iránymutatásai alapján. A laboratóriumi és a próbakeverések tapasztalatai és a vizsgálatok eredményei alapján a Certyd mellett döntöttünk, annak minden – a keverést és kötést befolyásoló – tulajdonságát megtapasztalva és figyelembe véve (3. kép).
A megszilárdult könnyűbeton fontosabb jellemzői a következők voltak:
- testsűrűsége: <2 100 kg/m³
- nyomószilárdsága: 80 N/mm²
- hasító-húzószilárdsága: 4,5 N/mm²
- a fagyhámlás mértéke: < 100 g/m2 150 ciklus után
- fagyasztási ciklusok utáni szilárdság csökkenése: < 1%.
A felhasznált acélok mennyisége:
- 5,5 tonna lágyvas és
- 2,5 tonna pászma volt gerendánként.
4. kép: A könnyű adalékanyagos FI200-as hídgerenda a véglemezzel.
A nagy méretű gerendák gyártása minden előregyártó álma, hiszen egy begyakorolt technológiával nagy mennyiségben és tömegben lehet sorozatterméket előállítani (4. kép). Az álom rémálommá válása akkor kezdődik, amikor a tartó geometriai mérete és a betonüzem kapacitása egy olyan időintervallumot mutat bedolgozási időigényre, amelyet a betontechnológusok már nem szívesen látnak a technológiai leírásban. A kísérleti gerendák öntése során is ezen időintervallum határán mozogtunk, de ez nem okozott gondot – a szilárdulási folyamat és a terhelés során – a mérési eredményeink alapján.
5. kép: Az U tartók próbaterhelése.
A sikeres terhelési teszteket (5. kép) dr. Kovács Tamás irányította a BME Hidak és Szerkezetek Tanszékről, és mind az állami megrendelői, döntéshozói, ellenőrzői, mind a piaci megrendelői részről meghívtunk vendégeket, hogy saját maguk is megtapasztalhassák a gerendák hatékonyságát.
6. kép: Öntés előtti utolsó ellenőrzés a sablonon és a vasvázon
Mint minden ilyen kutatásnak és fejlesztésnek van egy látható és egy láthatatlan része (6. kép). A láthatatlan rész az a motor, amely megálmodja és megvalósítja az álmot. Sokszor névtelenül vagy a háttérben, ezért ezúton szeretnénk minden munkatársunknak megköszönni a projekt sikere érdekében tett erőfeszítését!
(fotók: Ferrobeton)
