A hidakat használatbavétel előtt vagy időszakos vizsgálatuk során próbaterhelésnek vetik alá, a hidat lehetőség szerint a rajta közlekedő járművekkel mértékadóan leterhelik és megvizsgálják a szerkezet terhelés alatti viselkedését [1]. A próbaterhelés célja általában meggyőződni arról, hogy a terhelés hatására keletkezett erőjáték megfelel-e a számításnál alkalmazottnak, illetve a híd használatának időtartama alatt nem következtek-e be a rendszerben olyan események, amelyek a tervezés során feltételezett erőjátékoktól, erőhatásoktól eltérők [2]. Ritkán, de már előfordult, hogy egy használaton kívüli vasúti hídszerkezetet a tönkremenetelig terheltek. Az ilyen teherpróba során nyert tapasztalatok nagyban segíthetik a tervezési, illetve a számítási előírások megújítását [3].
A vasúti hidak próbaterhelésére és értékelésére vonatkozó előírások jelenleg a D.5. Pályafelügyeleti utasítás és a H.1. Hídszabályzat H.1.9 utasításban találhatók meg. A próbaterheléssel kapcsolatosan az üzemeltető jóváhagyása mellett a fenti utasításokban foglalt előírásokat vettük figyelembe.

Előzmények

Korábbi számunkban részletesen ismertettük az algyői vasúti Tisza-híd 150 éves történetét egészen napjainkig [4]. A jelenlegi munkákat megelőzően három jelentős beavatkozás történt a hídszerkezeten:

• 1960. november 30-án helyezték forgalomba a csonkaszegmens alakú, szimmetrikus, másodrendű, oszlopos rácsozású, alsó pályás szegecselt mederhidat.
• 1976-ban épültek az új hullámtéri hídrészek párhuzamos övű, oszlop nélküli, szimmetrikus rácsozású, folytatólagos főtartójú, annak alsó övével együtt dolgozó ortotróp pályalemezes, hegesztett, nagy szilárdságú feszített csavaros helyszíni kapcsolatú alsó pályás acélszerkezetek [5, 6].
• 2011-ben a mederhídon a korábbi közvetlen leerősítésű vasúti felépítményt másodlagos acél kereszttartók (HEB-tartók) beépítésével, új 54. rendszerű Edilon felépítményre cserélték.

A TramTrain kiépítésével összefüggően a műtárgy kiviteli terveit a Swietelsky Vasúttechnika Kft. megrendelésére az Utiber Közúti Beruházó Kft. altervezőjeként a Jaczó Mérnöki Kft. készítette 2018-ban [7]. A MÁV Zrt. Híd- és Alépítményi Osztály a tervjóváhagyáskor előírta, hogy a hidat a forgalomba helyezés előtt az 1996-ban tartott próbaterhelés szerinti teherállásoknak megfelelően négy M62 sorozatú mozdonnyal kell teherpróba alá venni.
Az Algyő–Hódmezővásárhely állomásközben lévő Tisza-híd szerkezeti hosszai: 147,76 m+105,5 m+210,72 m. A beavatkozások során – a fékezőerő egyenletes elosztása érdekében – az ártéri hidaknál a korábbi támaszviszonyok megváltoztak: a négynyílású szerkezet és a mederhíd fix saruja maradt a IV-es, illetve a VI-os pilléren, azonban a háromnyílású szerkezet fix saruja a VI-os mederpillérről a VIII-as ártéri pillérre került. A fix sarus ártéri pilléreket megerősítették. A VI. pillért terhelő (fékezési) hatásszakasz 106 méterre csökkent (1. ábra).

A hídhoz csatlakozó vasúti pályában átmeneti szakaszok, a hídfőknél rugalmas ágyazású vasbeton lemezek épültek be a hídfákkal azonos méretű műanyag keresztaljakkal. A próbaterhelési tervet a Swietelsky Vasúttechnika Kft. és Pontifex Hungária Kft. megbízásából készítettük el, hajtottuk végre a próbaterheléseket, majd a kiértékeléseket.

A próbaterhelési terv

A tervezést a rendelkezésre álló dokumentumok, a korábbi próbaterhelések tanulmányozásával kezdtük el. A mederhíd 1960-as, forgalomba helyezését megelőző próbaterheléséről adatot nem találtunk. Az 1976-ban átadott vasúti rácsos ártéri hidaknál alkalmazták először az ortotróp pályalemezes megoldást. A tervezés, a kivitelezés és az ellenőrzés kiemelt feladatot adott a munkában résztvevőknek. A tervezéshez az Uvaterv Hídosztálya külön tervezési előírásokat készített, mivel az 1951. évi Vasúti hídszabályzat hegesztett szerkezetekre vonatkozó előírásai akkorra már elavultak [8]. A hídszerkezet statikus és dinamikus próbaterheléseit 1976. no­vember 25.–december 1. között hajtották végre két 424 sorozatú mozdonnyal. Az elmozdulásméréseken kívül az új szerkezeteknél saját frekvencia meghatározása és jellemző pontokon feszültségmérés is történt [9].
1996-ban a III. fokú hídvizsgálathoz kapcsolódóan M62 mozdonyokkal végezték el a hídszerkezet próbaterhelését (2. ábra).

2006. november 27–28. között a MÁV Központi Felépítményvizsgáló Kft. menetrend szerint közlekedő vonatok hatására keletkező mozgásokat, alakváltozásokat mért.
A próbaterhelési terv készítésekor, többször egyeztetve a MÁV Zrt. Híd- és Alépítményi Osztály területi főmérnökével, a tervjóváhagyásban előírtakat tartottuk szem előtt. A próbaterhelési terv jóváhagyása előírta a fékezésre való vizsgálat feltételeit, a próbaterhelésnél nem kellett feszültségméréseket végezni a rácsos tartórudakon, pályalemezen, és a híd önrezgésszámának meghatározása sem volt feladat.
A próbaterhelési terv két – egy, a hídszerkezetet leíró, a terhek elhelyezésének menetét ismertető általános – részből és a terhek hatásából származó elmozdulások számításából áll.
A híd felszerkezetét két hullámtéri és egy mederszerkezet alkotja. A mederhíd egynyílású, csonka szegmens alakú, másodrendű rácsozással ellátott, rácsos főtartójú acélhíd. A hullámtéri hidak, folytatólagosan többtámaszú, szimmetrikus rácsozású, ortotróp pályalemezzel merevített rácsos főtartójú acélhidak. A felszerkezeten a vasúti pálya rugalmas ágyazású közvetlen sínleerősítéssel van kialakítva. Az alakváltozás-számítások célja a híd felszerkezetére vonatkozóan, a kiválasztott pontokban az adott járműállásokhoz tartozó elmozdulási értékek meghatározása volt. Rendelkezésünkre álltak a Jaczó Mérnöki Kft. által készített véges elemes rúdmodellek mindhárom hídszerkezet vonatkozásában. Az eredeti számítással való összehasonlíthatóság miatt a pályalemez együttdolgozását részlegesen vettük figyelembe, a főtartóhoz csak a szélső 1,10 m széles részt számoltuk hozzá. A megadott tehercsoportosítással elkészítettük a hídszerkezetek négy, illetve két-két M62 sorozatú mozdony hatására keletkező alakváltozások számítását. 15 teherállás felvételével, ezek közül öt mutatkozott mértékadónak (3. ábra). A felépített végeselem-modellen kapott lehajlási értékek az 1996-os kézi számításban lévő adatokkal 90%-os egyezést mutattak.

A 2018–2019. évi próbaterhelések

A hídhoz csatlakozó pályamunkák készültségi fokának megfelelően két időszakban történt a hídszerkezet statikus és dinamikus próbaterhelése. A próbaterheléseket a próbaterhelési terv jóváhagyásában előírtak szerint hajtottuk végre. A megrendelők képviselőin kívül a LeGu Bt. és FAÉK Kft. szakemberei irányították a helyszíni munkákat és végezték a mérést. Az üzemeltető részéről jelen volt: Szebényi Gergő hidász területi főmérnök, Lakatos István területi hídszakértő, valamint a helyi hídvizsgálók csapata.

Statikus próbaterhelés

A próbaterhelést megelőző nap kitűztük a mérési helyeket és telepítettük a mérőműszereket. A területi hídszakértővel közös hídvizsgálatot tartottunk, az építés alatt lévő vasúti pálya maximum 20 km/h áthaladási sebességre volt alkalmas. A statikus próbaterhelésre 2018. október 4-én 6:25–17:15 között került sor.
A 4 darab M62 sorozatú mozdony tömege a számításban alkalmazottnál 4,2%-kal volt kevesebb – számítási korrekciót nem alkalmaztunk. A mozdonyszerelvény egyben és megosztva is felállt a kijelölt helyre, illetve végezte 5-20 km/h sebeséggel a mozgást.