Építészet | Hídépítés » Curávy Tamás - A Gateshead Millenium Híd

Építőmérnöki Kar - Hídak és Szerkezetek Tanszéke Acélépítés és rekonstrukció A Gateshead Millenium Híd Készítette: Curávy Tamás B1Y6IV Budapest, 2006.0512 Bevezetés 1996 augusztusában indítottak el egy pályázatot, melyen egy új gyalogos hídra kértek fel tervezőket. A hidat a Tyne folyóra a Tyne a Tyne-híd mellé képzelték el Newcastleben Nagy-Britanniában. A pályázat értékelésekor - 1997 februárjában – a 47 pályázó közül Wilkinson Eyre Architects által benyújtott különleges formájú és funkciójú híd nyert. A tervezők a híd megépülése után elnyerték a RIBA fődijját is, mely nagy eliseréssel adózott a különleges kialakításért. A híd gyalogos és keréppáros összeköttetést jelentett volna Newcastle és Gateshead között. A győztes kihírdetése után a kiviteli tervekben Grifford and Partners tervezőiroda segítkezett. A kész tervek után 1999 májusában indulhatott a híd legyártása A gyártást

teljesen előreszerelve képzelték el 10 km-re a híd leendő helyétől. A kivitelezést a Harbour & General vállalta alvállakozókkal. Kialakítása A tervezők olyan hidat álmodtak, mely a parton levő két csap körül felfelé dönthető szerkezet volt, mely a világon egyedüláálló kialakításnak számított. A gyalogjárda egy enye emelkedésű függőleges ívben, de kis sugarú vízszintes ivben halad. A felső ellenív, melyre kábelekkel van felkötve a gyalogjárda a függőlegestől kifelé döntött, így adta meg a a statikailag jól együttdolgozó formát. A felnyíló szerkezetre a hajózás miatt volt szükség, mert fontos közlekedési útvonal a Tyne folyó. Lecsukott állapotban 5 méter, míg felnyitott állapotban 25 méter magas és 30 méters széles szabad nyílást tudtak elérni ezzel a kialakítással. 1999 májusában a folyó két partán elkezdődtek a hídfők építése, melyek távolsága 105 méter volt. A mederbe 30 méter mélyen

lefúrt cölöpök biztosítják a megfelelő alapozást. Ehhez 19000 tonna betonra volt szükség, melybe 650 tonna betonacélt építettek be. A pillérekbe kerültek kialakításra a mozgatásért felelős hidraulikák kamrái is. A pillérépítés közben párhuzamosan folyt az ív gyártása is Wallsendben. Gyártás Egy különleges formájú, deltoid keresztmetszetű ív megépítése nem volt könnyű feladat. Parabolikus alakja és változó keresztmetszete bonyolult előregyártást kívánt. A 13 kisebb 5-6 méteres szekciók üzemben készültek, de nem volt lehetséges teljes ív zárt térben történő éptése, ezért a gyár udvarán építették meg az ideiglenes sarukat és itt szerelték össze a szekciókat. Így kialakult a közel 40 méter magas felső ív. A felső ívhez 35mm vastagságú acélt is alkalmaztak, melyek hossz és keresztirányban is hajlítani kelett. Az íves részeket acélcsövekből vágták ki Hosszanti merevítőbordákat és

keresztdiafragmákat is bele kellett építeni a megfelelelő merevség eléréséhez. A felső ív keresztmetszete A felső ív szerelése a wellsendi gyártelepen A pálya hagyományos zárt szekrénykeresztmetszetű 1000 milliméteres szerkezeti magasságú. Különlegessége, hogy a gyalogos és a kerékpáros sávot elkülönítették és a kerékpárosok pályája alacsonyabbra került 300 mm-el, így mintha konzolként nyúlna ki a szekrénytartóból. Ezzel változó korlátmagasságot sikerült kiegyenlíteni és egy magasságba került mindkét olddalon a korlát, valamint azonos kilátást nyújt kerékpárosnak és gyalogosnak a híd. A pálya hossza az erősen ívelt alakja miatt 130 méter hosszúra adódott, csaknem 30% -al hosszobb, mint a valódi fesztáv, a gyalogos sáv 5 méter széles, a kerékpáros sáv 2.5 méteres Kerékpáros sávot az önsúly csökkentése céljából könnyűszerkezetű alumínium pályalemezzel látták el. A kábeleket, melyekel a

felső ívhez feszítették a pályát, laposan és külpontosan kellett elhelyezni. Ez a megoldás kifordította és bonyolult igénybevételekhez vezetett. A pálya keresztmetszete A két ív összekötéséhez 18 darab feszítőpászmát terveztek 6 méterenként, melyek 48mm átmérőjű és ezek összefeszítésével adták meg a felső ív merevségét is. A függőlegessel 40 fokos szöget zárnak be a kábelek, mikor a híd le van eresztve, de mikor felbilentik, a kábelek teljesen vízszintesbe kerülnek és ekkor is biztosítaniuk kell a két ív együttmaradását. A mozgó hídelemet hatalmas csapokra kelett telepíteni. Ezt egyenként 14 tonnás különlgesen kiképzett acélpofa adta, melyet a vasbeton alapzathoz rögzítettek. Ezen adódik át a híd teljes terhelése, miközben bírnia kell a 40 fokos eldöntésnél a változó igénybevételeket is. A csap 540 mm átmérőjű különlegesen kiképzet acélból valósult meg. Az igénybevételek nagyságát jelzi,

hogy a maximális igénybevételek 4000kN függőleges, 7700kN a csavarok síkjában, és 4200kN keresztirányú erők körül adódtak. Ezek különlegesen kiképzett és tervezett elemeket igényeltek. A pillérekbe épített csap modellje és igénybevétele a VEM modell alapján A felnyításhoz a pilléreknél beépített 3-3 elektrohidraulikus rendszer szolgáltatja az erőt, mely egy nagyon erősre tervezett konzolon keresztül adja át az erőket. A hidraulika két munkakakmrás, 450 mm átmérőjű és ezt 55 KW os nagynyomású szivattyúk működtetik. Egy felnyitás körülbelül 5 percet vesz igénybe. A pillér sémája A dugattyúk a felnyitási folyamat során extrém igénybevételeket szenvednek el. Ugyanis a kezdeti 1000 t-ás nyomásból a szerkezet megdöntése után 450 t-ás húzóerő keletkezik. Felnyitást egy számítógép vezérli, mert a két part között 10mm-nél nem lehet több az elmozdulás, ugyanis ez már akkora csavarást jelent a

törékeny szerkezetre, amit nem bírna el. A szerkezetet különleges időjárási viszonokra tervezték, még a 25 m/s-os szélben is végrehajtható a felnyitás. K Kettő hidraulika, gigászi mértetekkel A túlparti hidraulikák Méretezés A híd méretezéséhez a LUSAS nevű programot használták, melyben szükség volt a teljesen 3D-s analízisre is, ugyaniscsak ez alapján lehetett a belső erők és igénybevételeket meghatározni a különleges, kiterekert alakzatra. Különleges dinamikai vizsgálaokat hajtottak végre, főként a szél és a gyalogosok lépései miatt. A hidat szélcsatornában is tesztelték, Western Union egyetem szélcsatornájában viszgálták a 60m/s-os szél hatásait, mellyel a még képes híd megbirkózni. Daruzás és szállítás 2001 november elejére elkészült az előreszerelt hid. Az eredeti elképzelésben a kisebb darabokat közúton szállították volna a helyszínre, a főív 9, a pályaszerkezet 13 darabból állt volna. A

helyszínen 4hatalmas darura lett volna szükség ahhoz, hogy összerakják és a kábelezésig megtartsák a két ívet. Ehelyett született meg az az ötlet, hogy egyben vigyék a helyszínre a hajózható Tyne folyón és ezzel együttal be is emelhetik a helyére. De ahhoz, hogy emelhessék és szállíthassák, meg kellett merevíteni a két vége között. Ehhez egy egyszerű rácsostartót terveztek be a két csap közé, majd a a kikötőbe érkezett Hollandiából a világ legerősebb hajódaruja, a 3200 tonna teherbírású Asian Hercules II. Csak ez a különleges emelési feladatokra épített szingapuri daru tudta felemelni a 850 tonna acélt, és majdnem 10 kilométere elszállítani vízi úton a Tyne folyón Newcastlebe. A szállítás 2000 november 20án kezdték el, az eredetileg noveber 6.-ára tervezett időpont helyett, amikor a rossz idő közbeszólt az építkezésnek. Mivel a híd teljes szélessége több mint 120 méter, de a folyón szállításhoz nem állt

rendelkezésre végig ekkora szélesség, ezért 90 fokkal elfordítva szállította hajódaru lefelé a folyón majdnem 1 napig. Az Asian Hercules II hajódaru emelés és szállítás közben 2000 november 20.án A beemelés nagy pontosságot igényelt, mm-re pontosan kelett helyére tenni a csapokra a felnyitható szerkezetet. A pillérekhez közeledik a daru Megvilágítás A híd megvilágítását is megtervezték, a pályaszerkezet aljába telepítettek rengeteg lámpa adja az éjszakai különleges látványt a vizen. Színes és vezérelhető világítást kapott a felső ív, így sokféle színben pompázhat. A járdát is különleges LED-ek világítják ki éjszaka. A hídhoz kapcsolódó érdekességek A 126 méter hosszú hídnak 3 mm-es pontosságal kelett megépülnie, amit sikerült is tartani. Ez a kivitelező céget dícséri, ugyanis egy bonyolult íves szerkezetet építettek meg nagyon rövid idő alatt és hihetetlen pontossággal. A hidat

méretezték olyan különleges esetre is, mely során egy 4000 tonnás hajó 4 csomós sebességgel ütözik a pályaszerkezethez és ezt képes elviselni, bár valószínüleg komoly sérülést jelenthet egy ilyen eset a hídnak. A hidon olyan szemetesek létesültek, melyek a felnyitás során automatikusan ürítik magukat a híd két végébe telepített kukákba. A tervezés során ügyeltek arra, hogy a fenntartása és müködtetése nagyon gazdaságos maradhasson. Elérték azt, hogy egy felnyitás mindössze 35 font-ba kerül az üzemeltetőnek. A híd teljes építési kltsége viszont meghaladta a 22 millió angol fontot, ami nagyjából 7.5 milliárd forintnak felel meg Átadás A hidat először 2001 júliusában nyitották fel. Ekkora már beszerelték a hidraulikákat és a vezérlését. Ez volt a nagy próbája a hihetetlen vállalkozásnak A hidat a gyalogosoknak és a forgalomnak 2001 szeptember 17.én adták át, de az ünnepályes hídavatás 2002 május 7.én

tartották Ekkor II Erzsébet Királyné szentelte fel a hidat közel 30.000 ember társaságában Madártávlatból A híd 2002-ben az Anglia építménye címet nyerte el, és készítőinek több neves díjjat is hozott, többek között a nagyfokú szakmai elismerés melett. Felhasznált irodalom: A híd saját honlapja : http://www.gatesheadgovuk/Leisure%20and%20Culture/bridge/Backgroundaspx John Johnson és Peter Curran által írt cikk www.lusascom http://www.tynemouthfrankgillingscom http://www.architectureweekcom http://www.galinskycom