Építészet | Hídépítés » Balogh Tímea - A Hoover gát

BME Hidak és Szerkezetek Tanszéke Mélyépítési vasbetonszerkezetek 2009/10 tavaszi félév A Hoover gát Készítette: Balogh Tímea AQYMJ6 A Colorado kiszámíthatatlan, gyors sodrású, ingadozó vízhozamú folyó. Árvizeivel évente fenyegette a mellette élőket. Egy óriási gát megépítésével a folyószabályozás és az energiatermelés kérdését hosszú időre meg lehetett oldani. A kiválasztott helyen, a Black-kanyonban a völgy 240m mély volt A technikai problémákon túl gondot jelentett a hőség, a szárazság, a munkaerő és a közlekedési hálózat hiánya. A gazdasági világválság idején nem volt nehéz munkaerőt idecsábítani. A közelben lévő kisváros, Las Vegas lett a közlekedési csomópont. Ma a város a szerencsejátékosok eldorádója Az építkezés négy évig tartott, mely eredményt a kiváló munkaszervező, Frank Crow főmérnöknek számos újításával és a feszített munkatempóval érték el. Az építkezés sajnos

sok halálos és súlyos balesettel járt. Amikor az Egyesült Államok Vízgazdálkodási Hivatala megtervezte a Hoovergátat, egy teljesen régimódi íves súlygátat választottak, hogy minden lehetséges katasztrofális kudarcot elkerüljenek. Úgy tervezték, hogy ívelt alakja ellenálljon a víz nyomásának, és ugyanakkor súlygátat építettek, így egy széles és egy íves gát kombinációját alkották meg. Az eredmény egy hatalmas, mozdíthatatlan betongúla a Black Kanyon közepén. A gát 3,4 millió köbméternyi, 6,6 millió tonna tömegű betonból áll. Ennyiből egy 1,2méter széles járdát lehetne építeni az Egyenlítő körül. A tervezők biztosítani akarták, hogy szinte az örökkévalóságig fennmaradjon, stabil legyen, betöltse a rendeltetését, ugyanakkor a gátat ne érje nagyobb sérülés, és ne okozzon áradást. Az első tartálynyi betont 1933 június 6-án öntötték ki. Ez a folyamat megállás nélkül, napi 24 órában, a hét

minden napján folytatódott. Mivel a beton kiöntése után felmelegszik, majd lehűl A mérnökök számításai szerint a gát több mint 100 év alatt köthet meg, hogyha egyetlen összefüggő öntéssel építik fel. Emellett megnőne a káros repedések esélye is A vállalkozók ezért egymásba ékelődő tömbökbe öntötték ki a betont. Az egyes tömbök favázának oldalai akár 18méter hosszúak is lehettek, és körülbelül másfél méter mélyek voltak. A kanyonban lévő erős nyári hőség miatt a beton hűtése még ezekben a kicsi formákban is megpróbáltatást jelentett. A mérnökök számításai szerint a beton belső hőmérséklete 22Celsius fokot emelkedett, és 49ről 71 fokosra melegedett. A probléma megoldására a kivitelezők minden egyes tömbbe csőrendszert telepítettek, amiben hideg vizet áramoltattak a beton kiöntése után. Összesen közel ezer kilométernyi csövet használtak fel Kétévnyi betonöntés után, a Hoover-gát

lenyűgöző, hatalmas építménye 1935 márciusában végre elkészült Az óriási erőmű: Az erőmű vízellátásban a beömlő-tornyok játszanak kulcsszerepet. A Hoovergátnak összesen négy beömlő-tornya van, kettő a nevadai és kettő az arizonai oldalon. A tornyok 120méter magasak, és egy csőrendszeren, az úgynevezett vízvezető csatornákon keresztül juttatják el a vizet az erőműbe. Ezeket a beömlő-tornyokat úgy tervezték, hogy a tározó alsó és középső szintjéről szívják be a vizet. Az alulról szivattyúzott víznek sokkal nagyobb a nyomása, amely megnöveli az erőmű által előállítható áram mennyiségét. Az energia átalakulása az egész Hoover-gátat áthatja. Leegyszerűsítve a Hoovergát a Mead tó vízével hatalmas hidraulikus kerekeket forgat meg, melyek óriási generátorokat indítanak be, hogy elektromos áramot termeljenek. A Hoovergáthoz hasonló vízi erőművek a gravitációt és a tározóban lévő víz tömegét

használják ki. A Mead tó nagyjából 150méter mély Ekkora méretű víznyomás a tó fenekén sok hozzáférhető energiát jelent. Ha ezt egy vízi kerékhez vezetjük, ami megforgat egy generátorhoz kötött tengelyt, akkor kinyerhetjük ezt az energiát, és elektromos árammá alakíthatjuk. Az U-alakú Hoover erőmű a kanyonfalak oldalában, a gát aljánál található. 1936 és 1961 között 17 generátort telepítettek az erőműbe, kilencet az arizoniai, nyolcat a nevadai oldalra. A Hoover-gátat eredetileg az elérhető legnagyobb berendezéssel és a rendelkezésre álló legjobb technológiával szerelték fel. Számos hatalmas, szó szerint több millió kilogrammnyi forgó gép található itt, amelyek több millió watt tiszta, megújuló vízi energiát állítanak elő. Az eredeti turbinák acélöntvényből készültek. Egyenként 80 megawatt előállítására voltak képesek Az 1980-as években a Vízgazdálkodási Hivatal új turbinákkal látta el az

erőművet, amelyek még több elektromos áram termelésére képesek. A modernizált változatok 130 megawattot tudnak előállítani, ami valóban jelentős növekedést jelent. A tervezés során megnövelték ezeknek a másodgenerációs turbináknak a terhelhetőségét és a vízáteresztő-képességét. Minden egyes darab közel 35 tonnányi rozsdamentes acélból áll, átmérőjük 4–5 méter, és körülbelül két méter magasak. Másodpercenként 90köbméter víz folyik át rajtuk A víz ereje percenként 180-as fordulatszámon, vagyis több mint 160 kilométeres sebességgel hajtja meg a hatalmas turbinakereket. A víz minden irányból vízszintesen folyik be a turbinába, majd keresztülhalad rajta, hogy lóerőt termeljen, végül pedig kikerül a folyóba. A Hoover-gát teljes kapacitással üzemelő erőműve bármely pillanatban 2080 megawatt elektromos áramot képes előállítani. Ez 1,7 millió háztartás ellátására elegendő A hidroelektronikai

mérnökök azonban folyamatosan keresik, hogy miként lehet növelni a kapacitást és a teljesítményt A Vízgazdálkodási Hivatal már hozzáfogott, hogy újratervezze a Hoover-gátnál lévő erőművet. Folyamatosan figyelik a technológiai fejlődést. Olyan turbinákat tanulmányoznak, amelyek hatékonyan képesek működni számos különböző vízállás mellett. Ki gondolt itt ökológiára? A gát esetében az egyik jelentős gondot az jelenti, hogy egy egyedülálló élőhelyet hoznak létre. Egy tó alakul ki ott, ahol korábban csak folyó volt A másik probléma az, hogy a gát alatt lévő folyó teljesen megváltozik. A vízszint hirtelen nagyon stabillá válik. Mivel a gátak elsősorban árvízvédelmi feladatot látnak el, az áradás természetes körforgása megszűnik a folyó alsó szakaszán. A folyó ökológiája örökre megváltozik, a tápanyagok és a rendszeresen áramló üledék egyaránt eltűnik belőle. Az üledék kulcsfontosságú minden

természetes folyókörnyezetben, ám ha nem tud átjutni a gáton, felgyűlik a tározóban, ami esetenként káros szintet ér el. A Hoover-gát megépítésekor közel 70km hosszú üledéktorkolat alakult ki a Meadtóban. Az üledék eltávolítása rendkívül költséges Ha újra kell tervezni a Hoover vagy bármilyen más gátat, akkor az üledék víztározó körüli átjuttatásával és kikerülésével is számolni kell. A japánok úttörő megoldást dolgoztak ki az üledék problémájára. A gátnál egy alagutat építenek a víztározó körül, hogy elszállítsák a tápanyagban és üledékben gazdag vizet a folyó gát alatti szakaszához. A Hoover-gát újratervezésén dolgozó csapat is felhasználja ezt az ötletet. Az elképzelések szerint egy alagutat kéne fúrni a sziklán keresztül a tározó körül a folyó gát alatti szakaszáig, hogy eljuttathassák az üledéket a lenti részhez. A csapat egy 84 km hosszú és 6,7méter átmérőjű betonnal

bélelt csővezetéket javasol, ami összeköti a Mead-tó torkolatát a Hoover-gát alatt lévő folyószakasszal. Megépülése után ez az ötletes üledék-alagút egyszerre számos környezeti problémát megoldana: csökkentené az üledéket a víztározóban, és fenntartaná a tenger felé haladó Colorado természetes ökológiáját A beruházás a kanyon két oldalán megépülő egy-egy elvezető alagúttal indul. Ezek az építkezés alatt a gát helyszíne mellett terelik el a Colorado folyót. Az új gát 264 méterrel magasodik a kanyon talaja fölé. Alapzatánál 138, tetejénél 21méter vastag. Gerince 518méter hosszan nyúlik át a kanyonon. Az új tározó 72 milliárd köbméter vizet képes befogadni, mélysége a túlfolyóknál 193méter. A gát mindkét oldalára két darab négyszögletű beömlő-torony kerül. A 160méter magas tornyok hét különböző szintről szívják be a vizet. A víz az elterelő alagutakban lévő vízelvezető csatornákon

jut el az erőműig. Az erőművet a legmodernebb turbinákkal szerelik fel, amelyek egyenként 150 megawatt előállítására képesek. A 84 km-es üledék-alagút elősegíti a folyó természetes ökológiájának a fenntartását. A gát minden mérnöki rekordot megdöntött és mintául szolgált a későbbi gátépítők számára. Műszaki állapota ma is kifogástalan, mint ahogy azt az ellenőrző alagutak segítségével végrehajtott vizsgálatok is bizonyítják. Miután elkészült a Hoover-gát, a hatalmas betonmonstrum egyre népszerűbbé vált a turisták körében is (évente 1 millió látogatója van), mivel csodálatos kilátás nyílt róla a kanyonra. A XX század végére már egyre nagyobb problémát okozott, mivel a sok autó akadályozta a gáton átvezetett 93-as számú főút forgalmát. Így a látványos vasbeton híd az autópályának a gáton átvezető, szűkös és veszélyes szakaszát váltja majd ki. Egyszerűbb összeköttetést teremte

Phoenix és Las Vegas között. Az átkelő 256méter magasan ível a majd a kanyon fölött. A híd tanulmányterve már 1998-ban elkészült. A beruházás 2001 szeptember 11. után vált égetően szükségessé, amikor biztonsági okokból kitiltották a kamionokat a Hoover-gáton átvezető útról. Az építkezés 2003-ban kezdődött el A kivitelezés nagy nehézségeket okozott már ekkor is, mivel a közbenső pillérek és a középső föld ív alapjait a meredek, néhol szinte függőleges sziklafalba kellett elkészíteni. Az építési anyagok mozgatását is meg kellett valahogy oldani. Ezért a kanyon két oldalán hatalmas acéltornyokat állítottak fel, melyeket erősen lehorgonyoztak a kemény sziklába. Ezek után kábeleket feszítettek ki a tornyok között. A kábeleken futó „vasmacska” segítségével már bárhova el tudták juttatni a betont és az acélbetéteket, ill. az építéshez szükséges zsalutáblákat. 2006 szeptemberében azonban

bekövetkezett a katasztrófa: nagy szélvihar csapott le az építési területre, aminek következtében két torony összedőlt, magával rántva a teljes kábelrendszert. Szerencsére senki nem sérült meg a baleset során, de az építkezés ideje emiatt nagy csúszásba került. Csak 2007 tavaszára sikerül újra felépíteni a darurendszert. A középső ív 2009 augusztusára ért össze 2009 végére az összes közbenső pillért is befejezték és megkezdődhetett az acél útpálya elemek elhelyezése. A tervek szerint 2010 novemberében fogják a forgalomnak átadni az átkelőt. A beruházás összköltsége eléri a 234 millió dollárt. A várakozások szerint naponta 17 ezer autó és kamion használja majd az átkelőt, ez a szám pedig 50%-kal nő majd a következő két évtized alatt. Az áthajtók nagy részének azonban a négysávos hídpálya és a védőkorlátok miatt a Hoovergát lenyűgöző látványa nem adatik meg, ellentétben a

gyalogosokkal. Felhasznált irodalom: www.hghu www.nejlonbloghu www.wikipediaorg www.zoldtechhu www.mult-korhu